双阀控制在电液负载仿真台中的应用郝经佳赵克定许宏光提出-种由压力伺服阀和流量伺服阀组成的双阀控制加载方案。对比结构不变性原理补偿方法可知，此双阀控制方法在克服多余力矩及提高性能指标方面更有效。

　　郝经佳博士研究生电液负载仿真台是在实验室中仿真飞行器飞行中舵面所受空气动力力矩载荷谱的地面半实物试验设备，是典型的位置扰动型被动式力伺服系统当加载力矩输入指令为零时，由于舵机的主动运动而使加载系统中产生的力矩就是多余力矩多余力矩的存在严重影响负载仿真台的控制性能在负载仿真台工作过程中，舵机拖动加载马达轴一起运动，在加载马达2腔形成的强迫流量是产生多余力矩的根本原因笔者在分析压力伺服阀和流量伺服阀在负载仿真台中的应用特点的基础上，提出了一种由流量伺服阀补偿强迫流量、压力伺服阀控制加载力矩的双阀控制加载方案收穑日期：2000-基金项目：“九五”国防科技预研重点项目（4.4.1/A966000-09）5结论（1）摆线轮佳修形齿廓概念：①保证和针齿啮合时，在齿根和齿顶附近产生一定的间隙，并在齿侧产生合理的侧隙；②修形所产生初始间隙小，在齿廓传力区接近于理论齿廓。

　　获得佳修形齿廓。

　　（3）如果齿根处的径向间隙为△，则佳等距修形量为A/；佳移修形量为ArP -k）i/2/关天民，范英。修磨摆线轮时3种现象的分析。组合机床与自动化加工技术，2000，1压力伺服阀和流量伺服阀在电液负载仿真台中的应用压力伺服阀内部存在压差反馈闭环，伺服阀电流控制负载压差，阀口输出流量影响伺服阀对负载压差的控制；流量伺服阀电流控制阀口输出流量，负载压差影响伺服阀对阀口输出流量的控制在压力伺服阀传递函数中，不考虑输出流量干扰输入项时，其流量与负载压差之间关系曲线为理想压力伺服阀的特性曲线，见a图中，△/为伺服阀控制电流，Pl为伺服阀当量负载压差，为伺服阀当量输出流量可见，理想压力伺服阀的控制电流与负载压差成正比，负载压差不受阀口输出流量的影响，因此，采用理想压力伺服阀关天民。针摆传动中孔销式输出机构的准确受力分赵岩，关天民。针摆传动中齿侧间隙的计算。见：面向21世纪工程设计。北京：交通出版社，199221-224李力行，关天民。高承载能力新型摆线针轮行星传动可靠性试验的研究。大连铁道学院学报，1996，（编辑周佑启）向为机械传动、可靠性等。获省部级科技进步二等奖1项发表论文40余篇双阀控制在电液负载仿真台中的应用一一郝经佳赵克定许宏光加载的电液负载仿真台可以完全克服多余力矩干扰（a）理想压力（b）实际压力（c）流量压力伺服阀和流量伺服阀特性曲线实际压力伺服阀和流量伺服阀的特性曲线分别见bC可见，实际压力伺服阀输出流量对负载压差的干扰随输出流量的增大而增大；实际流量伺服阀负载压差对流量的干扰也随负载压差的增大而增大这些干扰的存在，制约了电液负载仿真台性能指标的进一步提高。

　　2双阀控制方案的提出压力伺服阀是电液负载仿真台控制系统的理想控制阀，理想压力伺服阀控制的电液负载仿真台可以完全消除多余力矩干扰然而由于我国压力伺服阀制造技术尚不成熟，实际压力伺服阀受到随阀口输出流量增大而增大的干扰，影响对负载压差的控制。而在电液负载仿真台中工作的压力伺服阀恰恰需要补偿大量的强迫流量，因此，压力伺服阀对负载压差的控制能力受到很大限制。如果能够通过其它途径补偿由舵机主动运动引起的强迫流量，那么压力伺服阀阀口输出流量将变得很小，就可以近似工作在理想状态了。考虑到流量伺服阀能够对输出流量进行控制的特点，决定采用流量伺服阀补偿强迫流量，同时用压力伺服阀控制加载力矩，这就是压力伺服阀和流量伺服阀双阀控制方案3几种控制补偿方法的对比3.1电液负载仿真台数学模型的建立中虚框内的部分代表舵机系统，虚框右位移传感器电液负载仿真台控制原理图边部分代表弹性连接环节5和加载系统Kt为弹性环节的等效刚度；分别为舵机指令输入信号和反馈信号；UTinUTf分别为加载系统输入指令信号和反馈信号；JlJm分别为舵机侧和加载侧惯性负载；9f9m分别为舵机系统和加载系统的摆角位移。

　　系统的粘性阻尼很小，可忽略不计。根据加载系统动力元件基本方程及电液伺服阀的传递函数得加载系统动力元件控制方框图（见）加载系统动力元件控制方框图加载系统的传递函数为EZ厂益；Em为加载马达、阀腔和连接管道的总容积；Kce为总流量压力系数；U为等效容积弹性模量。

　　式（1）是以9作为干扰推导的，通过9f与9m之间的关系也可以化为以9f作为干扰的形式3.2结构不变性原理补偿结构不变性原理补偿方法，是北京航空航天大学自控系于20世纪70年代末期基于扰动补偿原理提出的补偿方法该方法简便易行，消除多余力矩的效果良好当电液负载仿真台在小摆角、低频段工作时，与加速度加速度的变化率有关的干扰较小，可以忽略不计依据结构不变性原理设计的补偿环节见中虚线框（1）当忽略伺服阀动态特性时，此方法可以完全消除由速度干扰引起的多余力矩。

　　采用流量伺服阀加载的双阀控制方案与结构不变性原理补偿方案动力元件对比方框。3双阀控制方案双阀控制方案实质上是一种将压力控制和流量补偿控制进行职能分工的方法双阀控制中用一个流量伺服阀补偿强迫流量，另一个伺服阀控制加载力矩，即单独用一个伺服阀完成结构不变性原理补偿环节的流量补偿功能双阀控制方案见中虚线框（2），图中下标为1的变量是用于补偿强迫流量的流量伺服阀的参数以上是在采用流量伺服阀加载的情况下的分析。虽然基于结构不变性补偿原理设计的补偿环节对补偿强迫流量是有效的，但是，就流量伺服阀和压力伺服阀本身的特性来讲，压力伺服阀更适合于在力伺服系统中的应用，因此，有必要对采用压力伺服阀控制加载的情况进行分析。压力伺服阀的传递函数为121数；k为1阶转折频率；Ql为伺服阀负载流量；Qsv为压力伺服阀动态环节传递函数。

　　类比，可得压力伺服阀控制加载的双阀控制方案与结构不变性原理补偿对比方框图（见）采用压力伺服阀加载的双阀控制方案与结构不变性原理补偿方案动力元件对比方框。4对比结论如果双阀控制中的2个流量伺服阀的特性相同并且不考虑伺服阀非线性特性时，双阀控制与结构不变性原理几乎具有相同的补偿效果。

　　（2）通过中压力伺服阀与流量伺服阀特性曲线的比较可以看出，压力伺服阀的抗流量干扰能力强于流量伺服阀，因此，采用压力伺服阀控制的电液负载仿真台受强迫流量的影响较小。然而，在补偿强迫流量方面，由于压力伺服阀输出流量增益系数是一个软参量，严格依据此增益设计的流量补偿通道，很难实现对强迫流量的有效补偿在压力伺服阀和流量伺服阀双阀控制方案中，设计的流量补偿环节，利用了流量伺服阀流量增益较稳定的优点，在忽略流量伺服阀的动态特性时，可以完全补偿掉强迫流量干扰。因此双阀控制方案可以更有效地克服多余力矩干扰，提高加载系统的控制精度。

　　（3）对强迫流量补偿环节中存在的干扰的抑制能力方面的区别。在利用结构不变性原理设计的补偿环节中，用于流量补偿的控制信号要与压力伺服阀的加载扭矩控制指令信号叠加后共同控制加载伺服阀，这样容易在压力伺服阀内部的压力闭环中引入以加载压力指令形式存在的外干扰，从而对加载控制系统性能造成影响；在双阀控制中，双阀按加载扭矩控制和流量补偿控制进行职能分工，流量补偿环节中混入的干扰是以流量干扰的形式影响压力伺服阀内部的压力闭环的，这部分流量干扰可以由压力伺服阀内部的压力闭环补偿，这同影响压力伺服阀内部压力闭环控制指令信号的干扰相比是有明显优点的。

　　（4）在双阀控制系统中，用于流量补偿的伺服阀承担了加载伺服阀补偿大量强迫流量的任务，使加载伺服阀工作在小开口区，此时加载伺服阀的动态特性会得到明显改善，这对提高加载系统性能指标非常有意义4结论在电液负载仿真台中，双阀控制与结构不变性原理补偿有许多相同之处然而，在采用压力伺服阀加载的电液负载仿真台中，由压力伺服阀控制加载力矩流量伺服阀补偿强迫流量的双阀控制方案在克服多余力矩和提高控制性能指标方面更有效。此方案对具有强流量干扰的电液伺服系统的设计也有很大的