交叉耦合補償在飛機水平安定面疲勞試驗中的應用

張永興，米 征

(中國飛機強度研究所 全尺寸飛機結構靜力/疲勞實驗室，陜西 西安 710065)

1 引 言

在多通道飛機結構疲勞試驗[1]過程中，各通道間通過試驗件產生互相影響，從而形成交叉耦合，尤其在試驗件剛度小、變形大的情況下，通道間的交叉耦合將增大試驗加載誤差，影響試驗速率。

為了補償交叉耦合作用對疲勞試驗控制品質的影響，本文探討了交叉耦合補償技術的原理，研究了交叉耦合補償技術在疲勞試驗中的應用。實際應用結果表明，交叉耦合補償技術可以有效補償各控制通道間的耦合作用，改善試驗控制品質。

2 交叉耦合補償技術

交叉耦合補償首先是在多軸運動系統[2]中提出的。在多軸運動數控加工領域，早期一般采用單獨控制各軸運動的方法，通過單獨控制各軸跟蹤誤差的方式降低系統的輪廓誤差。但實際上，輪廓誤差與各軸的跟蹤誤差并不是嚴格的線性關系，同時各軸之間存在相互影響及自身控制參數不匹配的情況，這些因素導致了單純減小跟蹤誤差并不能提高系統的輪廓精度。為了進一步控制系統的輪廓誤差，就需要在控制模型中引入補償器[3]，其方法是直接以輪廓誤差為控制對象，將多個運動軸視為一個系統，不僅控制各軸的跟蹤誤差，同時考慮各軸運動的互相影響，根據輪廓誤差的大小對各軸進行相應的補償，從而達到對輪廓誤差控制的目的。

2.1 飛機結構疲勞試驗中的交叉耦合

飛機結構疲勞試驗一般通過液壓作動缸將載荷施加到試驗件[5]上，控制模式基本采用典型的PID控制[6]，每個控制回路只控制單個加載點的加載誤差。……