[发明专利]一种飞机结构静强度PID参数调试方法

权利要求书

1.一种飞机结构静强度PID参数调试方法，用于调试多通道试验控制系统中任意一通道的PID参数，其中，每个多通道试验控制系统包括控制器、喷嘴挡板伺服阀以及非对称作动筒，其特征在于，所述飞机结构静强度PID参数调试方法包括如下步骤：

步骤1：获得待调试通道中的喷嘴挡板伺服阀以及非对称作动缸的参数；

步骤2：分别建立待调试通道中的控制器、喷嘴挡板伺服阀以及非对称作动缸的数学模型；

步骤3：分别将所述步骤2中的控制器、喷嘴挡板伺服阀以及非对称作动缸数学模型转换成各自的传递函数，即控制器传递函数、喷嘴挡板伺服阀传递函数以及非对称作动缸传递函数；

步骤4：将所述步骤3中的控制器传递函数、喷嘴挡板伺服阀传递函数以及非对称作动缸传递函数耦合，从而形成试验加载系统的耦合传递函数；

步骤5：利用开环系统稳定裕度分析方法确定待调试通道中的PID参数范围；

步骤6：设定系统稳定阈值，并绘制控制器传递函数、喷嘴挡板伺服阀传递函数、非对称作动缸传递函数、试验加载系统的耦合传递函数以及PID参数的伯德图，并判断伯德图中的PID参数是否符合系统稳定阈值，若是，则结束调试；若否，则重复所述步骤5，直至判断结果为是。

2.如权利要求1所述的飞机结构静强度PID参数调试方法，其特征在于，所述步骤3中的分别将所述步骤2中的控制器、喷嘴挡板伺服阀以及非对称作动缸数学模型转换成各自的传递函数具体通过卡普拉斯变换方法进行转换。

3.如权利要求2所述的飞机结构静强度PID参数调试方法，其特征在于，所述步骤1中的喷嘴挡板伺服阀的参数具体为：伺服阀固有频率ω_sv、阀阻尼比ξ_sv、伺服阀增益k_sv；

所述非对称作动缸作动缸的参数具体为:后腔活塞面积A₁、作动缸前腔活塞面积A₂、作动缸活塞及活塞杆的质量m、液压油源的体积模量β_e、粘度系数C_o。

4.如权利要求3所述的飞机结构静强度PID参数调试方法，其特征在于，所述步骤3中的控制器传递函数的表达式为：

其中，

G₁(s)控制器传递函数；I(s)为输出电流；E(s)为输出电流；k_p为比例增益；k_i为积分增益；k_d为阻尼增益；s拉普拉斯算子。

5.如权利要求3所述的飞机结构静强度PID参数调试方法，其特征在于，所述步骤3中的喷嘴挡板伺服阀传递函数的表达式为：

其中，

G₂(s)伺服阀传递函数；X_v(s)伺服阀位移；k_sv为伺服阀增益；I(s)伺服阀输入电流；s拉普拉斯算子；ω_sv和ξ_sv可由伺服阀厂商提供的伺服阀响应曲线估计得出，M90是相位滞后90deg时对应幅值。

6.如权利要求3所述的飞机结构静强度PID参数调试方法，其特征在于，所述步骤3中的非对称作动缸传递函数的表达式为：

其中，

G₃(s)作动缸传递函数；Xp(s)为活塞位移；X_v(s)伺服阀阀芯位移；α活塞两侧面积比；h₁、h₂比例系数；k_co零位压力流量系数；k_c零位压力流量系数；V_o为作动缸压力腔容积；A₀₁、A₀₂为活塞正负向运动时的活塞等效城压面积；A_e为活塞平均面积；r_c为阀芯阀套间的径向间隙；ω为伺服阀节流窗口面积梯度；s拉普拉斯算子。