基于迭代學習的全尺寸飛機增壓試驗控制器建模與仿真

牧 彬，林 峰

(1.中國飛機強度研究所十二室，陜西 西安 710065；2.全尺寸飛機結構靜力/疲勞實驗室，陜西 西安 710065)

1 引 言

氣密艙增壓試驗是全尺寸飛機結構強度試驗中的一項特殊試驗，試驗過程中需要對油箱、客艙、貨艙等密閉部件進行增壓(包括泄壓)，考核氣密結構的承載能力，一般采用充氣加載試驗臺作為執行機構，通過控制充氣氣動比例閥、放氣氣動比例閥等閥門來控制高壓氣體進入或排出試驗件[1]。試驗過程中，采用協調加載控制設備作為控制系統，普遍采用PID型控制器完成壓力負反饋情況下的閉環控制，具有穩定可靠、結構簡單的優點，但面臨跟隨性差、超調量大等問題[2]。

近年來，國內對全尺寸飛機增壓試驗的控制策略進行了理論分析，主要針對理想氣體數學模型開展建模仿真[3]，研究集中在閥門尺寸大小、充放氣運行時間計算等方面。迭代學習控制(Iterative Learning Control，ILC)經過近30年的不斷發展，逐漸成為智能控制領域的一項重要研究內容，其突出特點是可以將上一周期的控制信號與誤差相關信息應用到下一控制周期中，提高控制系統的動態響應速度及穩定性[4]。因此，將迭代學習控制策略與全尺寸飛機增壓試驗控制器相結合，有望成為解決增壓試驗調節速度及穩態精度的可行措施。

本文通過分析全尺寸飛機增壓試驗充放氣控制過程及充氣加載試驗臺工作原理，引入基于迭代學習的非線性PID控制器，依據工程實際情況建立AMESim仿真模型，驗證對比該控制器與傳統PID控制器在充放氣過程中的調節能力，為全尺寸飛機增壓試驗控制提供新型控制方法。……