电液负载模拟器摩擦参数辨识及补偿.pdf

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1、2014年9月第40卷第9期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsSeptember2014V01．40No．9电液负载模拟器摩擦参数辨识及补偿郭彦青付永领张朋陈娟(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)摘要：针对摩擦干扰在电液负载模拟器控制中的影响，提出了将被试件简化为自由伸缩刚性杆的摩擦力作用模型．模型中采用能全面反应摩擦特性的LuGre模型描述摩擦力大小．LuGre的静力摩擦系数和动力摩擦系数依托两种特殊工作状态进行辨识，相应

2、的辨识数据验证了所求系数的准确性．摩擦补偿具体实施时，利用结构不变性原理，求解出摩擦补偿控制器．在此基础上，对负载模拟器开展了位移伺服、力矩伺服、多余力等方面的摩擦力补偿实验．实验结果表明，所求解的LuGre模型及摩擦补偿控制器可以较好地消除摩擦力对负载模拟器控制的影响．关键词：电液负载模拟器；LuGre模型；摩擦参数辨识；摩擦补偿；结构不变性原理中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001-5965(2014)09—1256—07Frictionparameteridentificationandcompensationfor

3、electro．hydraulicloadsimulatorGuoYanqingFuYonglingZhangPengChenJuan(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Duetotheinterferenceoffrictionwhilecontrollingtheelectro-hydraulicloadsimulator，anewmo

4、delwiththeconsiderationoffrictionwaspresented．Inthismodel，thetestsamplewassimplifiedasretract—ablerigidrodsandLuGremodelwasusedtodescribethefriction．ThefrictioncoefficientsofLuGremodelcouldbeidentifiedbasedontwospecificworkingconditionsandtheaccuracyofcoefficientscanbever

5、ifiedbyvirtueofthecorrespondingidentificationdata．Inordertovalidatethefeasibilityofproposedmodel，thefric—tioncompensationcontrollerwasdeducedonthebasicofstructuralinvarianceprinciple．Thenalargenumberofexperimentsincludingdisplacementservo，torqueservo，redundantforceetal，we

6、recarriedout．Experi-mentalresultsshowthefrictionactingonloadsimulatorcanbeeliminatedwiththeemploymentofLuGremodelandfrictioncompensationcontroller．Keywords：electro-hydraulicloadsimulator；LuGremodel；frictionparameteridentification；frictioncompensation；structureunchangeable

7、principle电液负载模拟器常用于飞行器(如飞机、火箭等)伺服机构性能测试，其性能的好坏，直接影响伺服机构的出厂质量．通过分析现有技术资料以及目前已完成和正在开展的负载模拟器项目，可以发现，飞行器性能的不断提高，对电液负载模拟器也提出了越来越高的要求：加载力矩从6N·m超小力矩到70000N·m超大力矩；多余力补偿从原来消除80％提升到95％以上；频率响应也从低频0．02Hz到高频60Hz¨。21．为实现所要求的极限性能，摩擦补偿是必须面对的问题．针对电液负载模拟器中的摩擦干扰，广大学者和工程技术人员从多个方面进行了有益探索．收稿日期

8、：2013-10-22；网络出版时间：2014-03—1317：11；DOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2013．0604网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms