黄杰　黄茹楠　程拓　武延志

摘 要： 针对航空飞行器关键部件疲劳性能评价试验系统准确模拟极端条件下载荷谱的要求，在电动缸载荷系统中通过设计自抗扰控制器（ADRC）估计系统的状态信息和扰动信息，解决在极端条件、无扰动数学模型条件下对规定载荷谱的精确控制问题；解决因极端条件变化带来的扰动和系统不确定性导致的系统稳定性问题。通过仿真试验，电动缸加载三阶系统的力闭环自抗扰控制系统在外部条件相同的条件下，自抗扰控制器的控制效果优于PID控制，响应速度更快，抗系统扰动能力更强，满足伺服电动缸加载控制系统加载精度高、试验评价系统载荷谱重复及一致性精度高的要求。

关键词： 电动缸加载； 自抗扰控制 ；载荷谱； 力闭环

中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）05?0143?04

Abstract： To simulate the load spectrum of the fatigue performance evaluation test system of the aircraft′s key components under extreme condition， the active disturbance rejection controller （ADRC） of the electric cylinder loading system was designed to estimate the system statues information and disturbance information， solve the accuracy control problem of the load spectrum under the extreme condition or undisturbed mathematical model condition， system stability problem caused by the uncertain system and disturbance caused by the changed extreme condition. The results of simulation experiment show that the control effect of the active disturbance rejection control is better than that of the PID control， its response speed is faster and system antidisturbance capability is stronger under the same external conditions， and the controller can meet the requirements of the high loading accuracy of the servo electric cylinder loading control system， and high load spectrum repeatability and consistency of the experiment evaluation system.

Keywords： electric cylinder loading； ADRC； load spectrum； force closed loop

0 引 言

航空飞行器关键部件疲劳性能评价试验系统机用于对飞行器关键部件装机性能和装机寿命进行试验与评价，需要模拟实际飞行工控和载荷谱的准确控制。由于试验系统的结构和极端工作条件的要求，载荷谱动态、长时间连续的模拟控制采用伺服电动缸系统实现。目前伺服电动缸加载系统主要存在的问题是：由于环境温度的极端变化导致物理传动结构变形而产生的非线性控制问题，被控对象的控制特性变化大等因素导致系统载荷控制精度低甚至出现较大的不稳定工作区；同时试验系统被测部件的周期运动也会引入较大的负载扰动，如负载端在有载情况下以一定频率往复摆动引起的负载扰动影响，形成一定的载荷波动。……