基于特征根的結構強度試驗控制系統參數優化

牧 彬

（中國飛機強度研究所，陜西?西安?710065）

在全尺寸飛機結構強度試驗過程中，協調加載控制系統中控制參數對系統各加載點的跟隨性、穩定性、動態性能及穩態誤差都有較大影響。其中，系統穩定性對試驗人員及試驗件至關重要。協調加載控制系統穩定性主要是指各加載點抑制振動的能力，不合適的控制參數會降低各加載點閉環控制系統的穩定性，容易引起自激振動，或被外界干擾信號激起振動，威脅試驗件安全及試驗人員安全，成為結構強度試驗過程中，控制人員面臨的主要危險點。

目前，國內在協調加載控制系統參數優化研究方面起步較晚，主要采用系統建模結合新型控制率進行仿真的方式，包括自適應PID、模糊PID及滑膜變結構控制等方式方法，將閉環控制系統動態性能及穩態誤差作為研究指標，系統穩定性只作為一般滿足項。同時，新型控制率與實際試驗過程中使用的協調加載控制器結合較差，導致研究多數停留在仿真階段，對試驗參數配置指導作用較弱。

工程試驗過程中多采用性能成熟穩定、安全保護措施可靠的協調加載控制器，主要有MTS及MOOG兩類型設備。為保證設備可靠性，控制器開放程度較低，采用基本比例積分微分或比例積分阻尼的控制方法，實時在線整定參數難度較高。參數優化時，為提前化解隱患及風險，需將系統穩定性分析放在首位，通過穩定性分析，給出參數取值范圍，在該范圍內，再對系統動態性能及穩定精度進行考核，最終實現參數優化的目的。……