飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力脈沖試驗(yàn)的機(jī)理分析與控制.pdf

1、液壓系統(tǒng)是飛機(jī)的重要系統(tǒng)之一，而飛機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力脈沖可以導(dǎo)致飛機(jī)液壓元件的提前疲勞損壞，嚴(yán)重時可能造成重大飛行事故，因此航標(biāo)規(guī)定飛機(jī)液壓系統(tǒng)的液壓元件必須進(jìn)行壓力脈沖試驗(yàn)。通過試驗(yàn)，既可以考核液壓元件的抗疲勞破壞能力，又可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，從而以改進(jìn)設(shè)計，提高飛機(jī)系統(tǒng)的可靠性。目前，我國在飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力脈沖試驗(yàn)領(lǐng)域還處于起步階段，相關(guān)的理論研究和試驗(yàn)技術(shù)研究相對薄弱。面對國內(nèi)新機(jī)型研制的客觀需要，論文對飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力脈沖試驗(yàn)

2、展開了理論研究和實(shí)踐探索工作。 論文的研究工作圍繞飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力脈沖試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行的。這種壓力脈沖試驗(yàn)系統(tǒng)是一種新型的通用型試驗(yàn)系統(tǒng)，它突破了國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品的局限性，能夠在多種試驗(yàn)環(huán)境下，對多種液壓元件控制產(chǎn)生多種試驗(yàn)波形。針對該試驗(yàn)系統(tǒng)的特殊性、復(fù)雜性和先進(jìn)性，論文從以下幾個方面進(jìn)行了研究。首先是試驗(yàn)系統(tǒng)的機(jī)理分析。論文應(yīng)用特征線法建立了管內(nèi)流體的精確數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上根據(jù)該試驗(yàn)系統(tǒng)對水錘波和梯形波(或正弦波)的實(shí)現(xiàn)原理不同，

3、分別建立了飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力脈沖試驗(yàn)的Ⅰ型系統(tǒng)模型和Ⅱ型系統(tǒng)模型，并進(jìn)行了計算機(jī)數(shù)字仿真。仿真曲線與試驗(yàn)曲線的對比表明了數(shù)學(xué)模型的正確性和精確性。之后，又進(jìn)一步在其數(shù)學(xué)模型上分析和討論了影響水錘波波形的關(guān)鍵因素，得到了重要的結(jié)論。其次為了能夠滿足水錘波控制對多種試驗(yàn)任務(wù)的需要，論文提出了CMAC與傳統(tǒng)控制方法并行控制方案。該方案結(jié)合了CMAC和傳統(tǒng)控制的優(yōu)點(diǎn)，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)特點(diǎn)，能夠?qū)υ囼?yàn)件按類別區(qū)別對待，仿真和實(shí)踐表明該方案控制精度

4、高，波形調(diào)整時間短，有較強(qiáng)的魯棒性。最后研究了對于梯形波和正弦波的智能控制算法。這種控制屬于軌跡跟蹤問題，與水錘波控制完全不同，必須應(yīng)用新的控制算法。由于液壓系統(tǒng)中存在的非線性和時變性，常規(guī)的PID控制很難滿足控制精度的要求，因此論文分別提出了具有自適應(yīng)能力的基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性模型預(yù)測控制(NMPC)、閉環(huán)P型迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)和CMAC自學(xué)習(xí)控制。其中：基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NMPC應(yīng)用動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DRNN作為非線性系統(tǒng)

5、的預(yù)測模型，使用了具有全局優(yōu)化能力的啟發(fā)式遺傳算法作為滾動優(yōu)化工具，仿真結(jié)果表明該控制器獲得了比PID控制更好的控制效果；閉環(huán)P型ILC由于較好的解決了該算法的初值問題和過學(xué)習(xí)現(xiàn)象，在經(jīng)過有限次迭代后就獲得了滿意的控制精度，與基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NMPC相比具有算法簡單、實(shí)時性好和控制精度高的特點(diǎn)；CMAC自學(xué)習(xí)控制是一種綜合了ILC的優(yōu)點(diǎn)和CMAC的局部泛化、記憶能力的新型控制器，由于采用NNPID作為反饋控制，從而表現(xiàn)出更優(yōu)良的跟