航空作动器往复密封工况模拟试验系统研究

【类型】学位论文

【作者】库后涛 

【关键词】 工况模拟,滑模控制,压力脉冲,双控制器,往复密封,航空作动器,热特性,多缸同步,温度控制

【摘要】航空液压作动器作为飞机液压系统的主要执行元件,其往复密封性能直接影响飞机的飞行效率和安全,因而对航空作动器的往复密封性能进行工况模拟试验研究具有重大意义。本文针对航空作动器往复密封高压、宽温和变载荷三大工况,分析了各工况模拟试验系统的特性,建立了压力脉冲模拟系统的数学模型、多缸同步运动的动力学模型和热力学模型,根据各子系统的要求设计了不同的控制器,并开展了各工况模拟子系统的仿真和试验研究。主要内容如下:第一章:绪论。主要介绍航空作动器往复密封试验系统的研究背景以及国内外研究现状,分析了三大工况模拟系统的研究特点及其关键技术,指出课题研究目标和研究意义,明确论文的研究内容。第二章:压力脉冲模拟系统特性分析。介绍了压力脉冲模拟系统的组成和原理,建立了包括泵源的脉冲模拟系统数学模型。为同时保证压力脉冲的瞬态性能和稳态性能,设计了基于模糊切换的滑模PID混合控制器。仿真和试验表明,基于模糊切换的滑模PID混合控制器相比于模糊PID控制器和常规PID控制器动态跟踪效果更佳,其ITAE指数降低200%以上,并且波形适应能力更强。第三章:负载模拟系统多缸同步性分析。介绍了负载模拟系统的原理,考虑摩擦力的Stribeck特性建立负载的动力学模型,提出了摩擦力模型参数的试验辨识方法。针对"一个伺服阀控制并联多缸"这一明显特征,分析了影响多缸同步性的因素。为降低多缸的同步误差,设计了基于偏差耦合的同步控制器,仿真和试验表明,基于偏差耦合的同步控制方法能够有效降低"一阀控多缸"的同步误差。第四章:温度模拟系统热特性分析。首先介绍了温度模拟系统的组成,采用控制体法建立了液压系统的热力学模型,并分析了影响系统油液温度控制的因素。为提高油液温度控制的稳态精度和动态跟踪效果,设计了基于双控制器结构的智能温度控制器,仿真和试验结果表明,基于双控制器结构的温度控制器能够有效抑制温度的超调并使温度快速稳定,稳态误差在±1℃以内。第五章:总结与展望。总结了航空作动器往复密封工况模拟系统的研究进展及成果,提出了后续研究工作的改进方向,展望了未来航空作动器试验技术发展方向。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】浙江大学

【学位授予年度】2017

【导师姓名】欧阳小平

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