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阀控缸负载模拟多余力抑制研究
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2018-03-01
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阀控缸电液负载模拟器是测试伺服阀控缸作动器在外界载荷谱作用下静、动态响应性能的重要平台。其要求负载模拟器要有较高的模拟精度和较强的鲁棒性，能够准确模拟所需负载力。但由于负载模拟器与阀控缸作动器之间固有的机械连接，在传递负载力的同时也给两系统的独立控制带来了耦合干扰，造成所模拟的负载力不够准确，即产生多余力。
多余力是负载模拟器研究领域的一个棘手问题，它的存在严重影响负载模拟器的控制性能，如使负载模拟器的频宽变窄、稳定性变坏、加载精度降低等。目前，国内外学者针对多余力抑制探索出两种方法：结构补偿法和控制补偿法。结构补偿法是通过增加辅助元件或改变负载模拟器局部连接形式来消除多余力，如安装蓄能器、缓冲弹簧等。此类方法虽然能够消除部分多余力，但牺牲系统控制性能，响应变差。控制补偿法是通过在控制程序中增加补偿算法环节以实现多余力的抑制，如前馈补偿原理。这类方法成本较低，但需建立准确的负载模拟系统数学模型。
本研究基于伺服阀控缸作动器测试平台的结构模型，建立其数学模型，探究负载模拟器和作动器输出力、位移的耦合机理。从机理上分析多余力产生的原因，并在控制端引入补偿环节，达到抑制多余力的效果。
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