电液驱动卷绕式系统卷绕与排管同步精确控制方法的研究.pdf

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1、电液驱动卷绕式系统卷绕与排管同步精确控制方法的研究刘笃喜，张攀攀，李花莲，程益恒(西北工业大学机电学院，陕西西安710072)ResearchofSynchronizationPreciseControlofWindingandCablePipeofElectro—hydraulicDriveWindingSystemLIUDu—xi，ZHANGPan—pan，LIHua—lian，CHENGYi—heng(SchoolofMechanicalEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，

2、Xi’an710072，China)摘要：为了解决飞机拖锥自动收放过程中尼龙0引言管出现的脱卷和卷绕重叠等问题，提出了一种模糊控制与PID控制相结合的排管机构同步精确控制飞机拖锥自动收放系统是基于电液比例控制技方法。考虑影响卷绕与排管同步性能的因素，建立术的卷绕式系统，卷绕机构由比例方向阀、定量马了卷绕与排管同步控制系统结构模型。经过对控制达、减速齿轮、绞盘和计米装置构成，而排管机构则方法仿真和实际应用，证明该方法具有动态特性好，由三位四通电磁换向阀、叠加整流板、比例流量阀、鲁棒性强等优点。定量马达、减速机、滚珠丝杠和导轮构成。在飞机拖关

3、键词：卷绕系统；卷绕与排管；同步精确控制；锥自动收放过程中，由于尼龙管出现了脱圈和卷绕阀控马达重叠等现象，容易导致尼龙管被卡住而绞断，给飞行中图分类号：TP275带来安全隐患和严重的经济损失。为了使尼龙管在文献标识码：A收回时规则紧密地缠绕在绞盘上，放出时顺利从绞文章编号：1001—2257(2011)06～0045～03盘上退绕出来，必须对尼龙管的卷绕与排管进行同Abstract：InordertosolvetheproblemofO—步精确控制。．verlappingandvolumeofnylontubeinaircraft通过建立

4、卷绕与排管同步控制系统结构模型，dragconeautowindingsystem，amethodwhich提出了模糊控制与PID控制相结合的方法]，从而combiningfuzzycontrolandPIDcontrolispresen—实现了对卷绕与排管的同步精确控制。ted．Thismethodcanachieveaccuratecontrolof1影响卷绕与排管同步性能因素分析cablepipebody．Consideringtheinfluencefactorsofsynchronousofwindingandcablepipe

5、，asyn—在卷绕与排管运动过程中，影响同步性能的主chronizationcontrolsystemmodelofwindingand要因素是卷绕半径和负载力矩的变化。cablepipeisestablished．Throughthesimulation1．1卷绕半径变化对同步性能的影响andpracticalapplicationshowthatthecontrol3一根据系统要求，拖锥尼龙管收放线速度要保持rithmetichavebetterdynamiccharacteristicand恒定，线速度调节范围为0．2～0．4m／s

6、，在收放线robust．速度设定后，收放过程中由于尼龙管需要换层，这样Keywords：windingsystem；windingandcable卷绕半径则随着层数的变化而变化，在线速度恒定pipe；synchronousprecisecontrol；valve—controlled的情况下，卷绕绞盘的转速则呈阶梯型变化。设hydraulicmotor为尼龙管线速度；”为绞盘转速；R为第N层卷绕半径；R为卷绕基半径；N为卷绕层数；d为尼龙管收稿日期：2010—12—28直径。则绞盘转速与卷绕半径的具体关系为：《机械与电子}2011(6)·

7、45·电液驱动卷绕式系统卷绕与排管同步精确控制方法的研究60vL一5Illm，绞盘卷筒轴上的旋转编码器每转输出P”一(1)一1000个脉冲，排管丝杠轴上的旋转编码器每转由于卷绕绞盘转速的阶梯变化，这样就要求排输出P一200个脉冲，每次收放过程中卷筒的旋转管机构要时刻跟随绞盘转速的变化而变化，对排管编码器输出的总脉冲数为N，排管丝杠的旋转编码机构的动态响应性能提出了更高的要求。器输出的总脉冲数为N。据此，推算出该次收放过1．2负载力矩变化对同步性能的影响程中，绞盘卷筒转过的圈数为N／P，相应地排管飞机拖锥自动收放系统的外部负载主要是拖锥丝杠

8、螺母就需要产生d·N／P的水平位移，排管在飞机高速飞行情况下所受的空气阻力F，该空气丝杠产生的总脉冲数N一P·d·N／(P。·L)。阻力F通过尼龙管作用到绞盘上，形成一个扭矩因此，排管机构相对