异构作动系统的平稳切换控制方法

2021-06-03贾生伟潘彦鹏

测控技术 2021年5期

胡骁，贾生伟，翟磊，潘彦鹏，李烨

(北京运载火箭技术研究院，北京 100076)

随着飞行器对可靠性和经济性的要求日益提高，异构作动系统得到了越来越多的应用，该系统由一个液压作动器(Hydraulic Actuator，HA)和一个电液作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)构成[1-6]，如图1所示。由于该作动系统中液压作动器和电液作动器具有不同的工作原理，导致它们有着不同的效率特性。因此，该作动系统存在着能量综合管理的难题。

图1 异构作动系统示意图

在异构作动系统的工作模式方面，德国汉堡技术大学的Cochoy等人针对非相似余度作动系统提出了一种工作模式：主动/无载(Active/No-Load，A/NL)模式。在该模式下，需要对两个作动器同时进行控制，在正常工作状态下，对HA进行位置控制，对EHA进行零力跟随控制；在异常情况下，通过模式切换开关，对EHA进行位置控制，对HA进行旁通控制[7-8]。

在异构作动系统的能量特性方面，大部分研究工作主要针对HA和EHA单独开展，尚未综合分析HA和EHA的能量特性，并以此为基础开展后续能量综合管理研究[9-10]。

本文针对上述问题，提出了一种新型的工作模式，使得该系统具备根据所处工况，自主切换HA、EHA的负载力/位置控制的能力。对上述工作模式进行分析，发现该模式下，能量特性得到了较大的改善，但是由于HA和EHA的“切换”，导致位置跟踪存在一定的“抖动”。针对上述问题，本文提出了适应性改进措施，并对改进措施的有效性进行了分析与验证。