飞机液压伺服系统EHA的遗传优化控制仿真.pdf

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1、第33卷第11期计算机仿真2016年11月文章编号：1006—9348(2016)11—0053—05飞机液压伺服系统EHA的遗传优化控制仿真王云鹏，郭创，陈勇，谢伟(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)摘要：飞机电静液作动器(electro—hydrostaticactuator，EHA)是一个液压伺服系统，存在强非线性与外界不确定干扰，传统PID控制难以达到良好的控制效果。为了提高EHA控制器的控制效果，改善液压伺服系统的综合性能，提出了一种遗传算法优化的滑模控制方法用于EHA控制系统。在建立液压伺服系统EHA模型的基础上，采用线性切换函数与指数趋近

2、律设计了滑模控制器结构，利用实数编码的自适应遗传算法对几个重要的控制参数进行了寻优整定。仿真结果表明，上述控制方法与PID控制相比提高了控制效果。使系统具有更好的动态响应特性与精度，改善了液压伺服系统的综合性能。关键词：遗传算法；滑模控制；动态响应；精确度中圈分类号：Tl弓91．9文献标识码：BGeneticOptimalControlSimulationofElectro-hydrostaticActuatorforAircraftHydraulicServoSystemWANGYun-peng，GUOChuang，CHENYong，XIEWei(CollegeofA

3、eronauticsandAstronauticsEngineering，AirForceEngineeringUniversity，Xi’anShanxi710038，China)ABSTRACT：Asanaircrafthydraulicservosystem，theelectro-hydrostaticactuator(EHA)combinesnonlinearanduncertaincharacteristics，controlsoitisdifficultfortraditionalPIDtomeetthefavorablecontroleffect．Inth

4、epaper，weproposedaslidingmodelcontrolmethodoptimizedbygeneticalgorithm，andapplioditintheEHAcontrolsystemtoimproveeffectsofthecontrollerandcomprehensivepropertiesofthehydraulicservosystem．Withthederivationofthesystemmodel，aslidingmodelcontrollerwasdesignedusinglinearswitchingfunctionandex

5、ponentialreachinglaw，andseveralimportantcontrolparameterswereoptimizedbyadoptingreal-codedadaptivegeneticalgorithm．ThesimulationresultsshowthatthecontrolmethodhasbetterdynamicresponseandprecisionincomparisonwithPIDcontrol，andeffectivelyimprovesthesystemproperties．KEYWORI)S：Geneticalgorit

6、hm；Slidingcontrol；Dynamicresponse；Precision1引言电静液作动器(electro—hydrostaticactuator)面向多／全电飞机操纵系统⋯，用来实现俯仰、偏航及滚转操纵、改变飞行姿态，是一个液压伺服系统。由于集机、电、液于一体，其本身具有复杂的非线性。且直接对承载着交变动载荷的舵面进行驱动【2。4]，存在外界不确定干扰，严重影响系统的综合性能。目前实际工程中绝大多数的回路仍然采用简单易实现的’PID控制[5]．但在飞机作动系统上难以达到良好的控制效果。滑模控制是一种非线性不连续控制策略[6]．对外界扰动不敏感，同时为了使

7、系统综合性能达到最优，需要对几个重要的控制参数进行寻优整定【7]。为此，本文针对某型飞机液基金项目：国家自然科学基金资助项目(61304120)收稿日期：2016—02—01修回日期：2016—03一ll压伺服系统EHA对控制性能的要求，提出了一种遗传算法优化的滑模控制方法。通过MATLAB／Simulink的建模与仿真分析，验证了该方法的有效性。2液压伺服系统EHA模型2．1系统结构原理某型飞机液压伺服系统EHA的结构组成如图1所示．该系统动力源为无刷直流电动机、双向柱塞泵，执行器为双腔液压缸。正常工作时，控制器接收位移指令算，并根据传