特种风洞试验中气动伺服弹性失稳故障分析

在某带飞行控制系统的特种风洞试验中,试验模型在闭环大增益情况下出现了振动发散现象。为分析故障原因,对试验数据进行了频谱分析并检验了无风情况下伺服稳定性;同时,将风洞试验动力学系统简化为数学模型,并建立相应的运动微分方程进行分析,得到以下结论:加入支持结构后整个系统的弹性影响较大,并与控制及气动力发生耦合出现气动伺服弹性失稳。进一步针对以上简化模型,进行数值仿真,其结果验证了以上机理。为解决此失稳问题,对控制系统提出了2种改进方案:增加结构陷波器或更改操纵面偏转比例参数,2种方案亦得到仿真验证。最后,将增加结构陷波器的改进方案应用到试验中,达到了预期的效果。      

提高机械式压力扫描阀测量精度的研究

本文介绍提高机械式压力扫描阀测量精度的方法：实时采集传感器的初读数，消除传感器的零漂误差；实时校正传感器，消除电压与压力换算系数的误差；选用高分辨率、高精度的模数转换板；采用数字滤波法及使用小量程传感器提高采集数据精度，使机械式压力扫描间能很好地在低速风洞中应用，并满足试验要求。     

对1/4″高温常闭阀设计及作动后测试方法的改进

美国国家航空航天局/喷气发动机实验室(NASA/JPL)飞往土星的凯瑟林飞行器将于1997年10月发射,利用4年时间到达行星轨道,然后于2004年抵达土星表面。该飞行器主推力矢量及姿态的控制由凯瑟林推进组件子系统(C—PMS)提供。此系统将使用大量军用高温常闭阀(NC)以完成未来11年持续飞行(MMD)的艰巨重任。这种高温阀应具备在未接到动作指令时,一直可使流动介质隔开的功能;而一旦打开,该阀应不妨碍介质流通且可防止内部介质泄满至阀外。为使外泄漏量满足飞行器行星飞行任务的要求,在仿 Viking 设计基础上对设计细节加以改进。本文提供的就是经过质量鉴定的设计解决办法;另外,它还提供了一种对作动后检漏的先进技术,此技术可更好地用来测试阀体内主要金属对金属间的气体内泄漏.     

力反馈式电液伺服阀衔铁组件力学模型

电液伺服阀衔铁组件是连接电-机械转换器和液压放大器的柔性构件,其刚度是影响伺服阀动静态特性的重要因素。针对衔铁组件精密零部件刚度的精确分析理论欠缺的问题,将衔铁组件等效为变截面弹性组合梁结构,考虑剪力对结构变形的影响,建立了基于能量守恒原理的衔铁组件柔度矩阵静力学解析模型。进一步,提出了弹簧管、反馈杆和挡板刚度以及组件综合刚度的高精度计算方法。并作了弹簧管刚度测量和反馈杆柔度测量,理论计算结果与测量结果吻合。所建立的衔铁组件柔度矩阵模型及刚度计算式可为衔铁组件柔性构件匹配设计和精密零件刚度标定提供依据。     

小球式旋转直驱压力伺服阀动态特性分析优化

针对在研的小球式旋转直驱压力伺服阀（Ball-type Rotary Direct Drive Pressure Servo Valve,BRDDPSV）阶跃响应超调量大、调整时间长等不稳定现象,建立了数学模型,分析了结构参数和电控方法对整阀动态特性的影响。理论分析表明：结构参数方面,减小阀芯直径、减小滑阀负遮盖量或将小球-柱形孔运动副改为小过盈配合均可提高整阀响应的稳定性;控制方法方面,在原有PI控制的基础上,采用积分分离可有效抑制控制压力动态响应的超调量,增加动压反馈校正可有效缩短控制压力动态响应的调整时间。优化选取结构参数和电控方法后,进行样机试验,整阀控制压力阶跃响应的超调量小于0.5 MPa（系统压力21 MPa）,调整时间约30 ms,能够满足飞机刹车压力伺服阀的使用需求。     

PID Controller Optimization by GA and Its Performances on the Electro-hydraulic Servo Control System

A proportional integral derivative （PID） controller is designed and attached to electro-hydraulic servo actuator system （EHSAS） to control the angular position of the rotary actuator which control the movable surface of space vehicles. The PID gain parameters are optimized by the genetic algorithm （GA）. The controller is verified on the new state-space model of servo-valves attached to the physical rotary actuator by SIMULINK program. The controller and the state-space model are verified experimentally. Simulation and experimental results verify the effectiveness of the PID controller adaptive by GA to control the angular position of the rotary actuator as compared with the classical PID controller and the compensator controller.     

直流无刷电机反向运动控制异常故障分析

针对伺服板无法控制直流无刷电机运动方向的问题,本文综合输入信号模拟注入、电路功能分析以及元器件失效分析等方式,对伺服板运动方向控制相关电路进行测试,逐步排查故障发生部位,分析元器件发生失效的原因,确定故障发生的最终原因,为后续相同或相似故障的排除提供参考。     

面向飞行器快速开发的半数字化伺服弹性试验方法研究

针对典型伺服弹性试验产品齐套与试验周期均较长，获取伺服弹性参数的时间点在研制阶段相对滞后的现状，提出了一种面向飞行器快速开发的半数字化伺服弹性试验方法。首先给出了低产品需求伺服弹性开环试验方法与基于数据的飞行器伺服弹性参数获取方法，该方法相对于典型的伺服弹性开环试验方法减少了试验软硬件产品需求。之后，在开环伺服弹性试验结果基础上，给出了考虑气动力影响的数字化闭环伺服弹性试验方法。提出的方法面向飞行器工程研制，兼顾成本、进度与准确性，适用于飞行器快速研制。     

劈尖冲蚀变形对射流管伺服阀工作特性的影响

为研究射流管伺服阀前置级劈尖的冲蚀变形对伺服阀工作性能的影响，采用Fluent仿真软件，对射流管伺服阀的前置级进行冲蚀仿真，并将仿真结果与冲蚀实物进行对比分析，发现劈尖是前置级冲蚀最为严重的部位；根据劈尖冲蚀前后的前置级结构形状，构建前置级的数学模型，分析了劈尖冲蚀变形对前置级压力的影响。利用AMESim仿真软件，搭建射流管伺服阀的整阀仿真模型，研究了劈尖冲蚀变形对整阀工作性能的影响；通过实验验证了AMESim仿真结果的正确性。研究结果表明，劈尖冲蚀变形后，射流管伺服阀前置级的恢复压力和负载压差减小，导致整阀的阶跃上升时间延长，幅频带宽减小，但整阀的空载流量特性和压力特性几乎不受影响。     

加工装配误差影响下偏转射流压力伺服阀静态特性分析

电液压力伺服阀是电液压力伺服控制系统的核心控制元件，广泛应用于航空、航天、军事等领域。区别于流量伺服阀，压力伺服阀在滑阀放大器的设计上多采用带有压力控制容腔的三通阀结构，不同的滑阀结构使得现有的偏转射流流量伺服阀仿真模型难以满足压力伺服阀性能预测的需求。本文基于AMESim平台建立了偏转射流压力伺服阀的仿真模型，并通过实验对仿真模型进行了验证，验证结果表明仿真模型能够准确地描述压力伺服阀的静态特性。最后，通过仿真模型分析了加工装配误差影响下压力伺服阀输出性能差异，仿真结果可为偏转射流压力伺服阀的性能预测和结构设计提供参考。