飛機舵機電動伺服系統(tǒng)的摩擦補償控制策略*

劉曉琳，謝孟岑

(中國民航大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院，天津 300300)

0 引言

飛機舵機電動伺服系統(tǒng)作為一種實驗室條件下的仿真設(shè)備[1]，能夠?qū)Χ鏅C在不同飛行狀態(tài)下的運行性能進行模擬測試實驗，從而為飛機安全飛行提供可靠的理論依據(jù)[2-4]。在舵機低速運行時，伺服系統(tǒng)一般按照雙向擺動狀態(tài)運行，運行過程中系統(tǒng)摩擦力在動、靜摩擦力之間往復(fù)。因而對于有高精度加載要求的電動伺服系統(tǒng)而言，摩擦力產(chǎn)生的影響是不能忽視的[5]。為了提高系統(tǒng)的控制性能，需要對其運行過程中受到的摩擦力影響等問題展開研究。

目前，國內(nèi)外學(xué)者研究的摩擦模型主要分為以下幾種，庫倫-粘滯摩擦模型[6]、Stribeck模型[7]、Dahl模型[8]、Lugre模型[9]等。其中，在典型的伺服系統(tǒng)摩擦模型中常用Lugre摩擦模型進行表示，該模型可準確的描述系統(tǒng)運動過程中所產(chǎn)生的摩擦力特性。由于Lugre摩擦模型的參數(shù)辨識涉及到靜態(tài)參數(shù)辨識與動態(tài)參數(shù)辨識兩部分[10]，常采用智能算法對其進行辨識，可有效提高辨識的精度，防止辨識結(jié)果陷入局部最優(yōu)解等不足[11-13]。

本文針對非線性摩擦力的存在會降低飛機舵機電動伺服系統(tǒng)控制精度，且LuGre摩擦模型參數(shù)辨識方法復(fù)雜，存在辨識結(jié)果易陷入局部最優(yōu)等問題進行了研究，提出一種復(fù)合補償控制方法。該方法首先引Lugre摩擦模型對系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模；其次通過改進蜂群算法對摩擦模型進行參數(shù)的辨識，避免陷入局部最優(yōu)解，提高摩擦模型參數(shù)辨識精度；……