Способ оценки внешней силы, действующей на электрогидростатический привод - RU2017144005A
Код документа: RU2017144005A
Формула
1. Способ (120) оценки внешней силы, действующей на электрогидростатический привод (1), характеризующийся тем, что привод содержит гидроцилиндр (4), включающий в себя первую камеру (14), вторую камеру (15) и поршень (7), находящийся между первой камерой (14) и второй камерой (15), насос (3), выполненный с возможностью нагнетания текучей среды в камеры (14,15) для управления перемещением поршня (7), и электрический двигатель (2), приводящий в действие насос (3), при этом внешняя сила является осевой силой, действующей на гидроцилиндр (4),
при этом способ содержит этапы, на которых
(121,122) при помощи по меньшей мере одного наблюдателя состояния (21,22) оценивают динамическую составляющую и статическую составляющую эквивалентной разности давлений текучей среды между первой камерой (14) и второй камерой (15) на основании скорости вращения электрического двигателя (2), положения поршня (7) и тока питания электрического двигателя (2),
(123) при помощи модуля (23) пост-обработки оценивают внешнюю силу как комбинацию указанных оценочных динамической составляющей и статической составляющей разности давлений текучей среды.
2. Способ по п. 1, который содержит этапы, на которых
(121) при помощи первого наблюдателя состояния (21) оценивают динамическую составляющую эквивалентной разности давлений текучей среды между первой камерой (14) и второй камерой (15) и скорость перемещения поршня (7) на основании скорости вращения электрического двигателя (2) и положения поршня (7), и
(122) при помощи второго наблюдателя состояния (22) оценивают статическую составляющую эквивалентной разности давлений текучей среды между первой камерой (14) и второй камерой (15) на основании скорости перемещения поршня (7), оцененной при помощи первого наблюдателя (21), скорости вращения электрического двигателя (2) и тока питания электрического двигателя (2).
3. Способ по п. 2, в котором первый наблюдатель (21) использует скорость вращения электрического двигателя (2) в качестве входных данных, а положение поршня (7) в качестве измеренного выхода.
4. Способ по п. 2 или 3, в котором второй наблюдатель (22) использует скорость вращения электрического двигателя (2) и ток питания электрического двигателя (2) в качестве входных данных, а переменную, комбинирующую скорость перемещения поршня (7) и скорость вращения электрического двигателя (2), в качестве измеренного выхода.
5. Способ по любому из пп. 2-4, в котором динамическую составляющую эквивалентной разности давлений текучей среды оценивают при помощи первого наблюдателя (21) на основании первой математической модели привода (1), в которой внешняя сила, действующая на привод, является нулевой.
6. Способ по п. 5, в котором первая математическая модель имеет следующий вид:
,
где является оценочным положением поршня, является оценочной скоростью поршня, является оценочной динамической составляющей эквивалентной разности давлений, является скоростью вращения электрического двигателя, является измеренным положением поршня, , , являются постоянными параметрами модели, и , , являются коэффициентами усиления первого наблюдателя, регулирующими динамику и стабильность первого наблюдателя.
7. Способ по любому из пп. 2-6, в котором вторую статическую составляющую эквивалентной разности давлений текучей среды оценивают при помощи второго наблюдателя (22) на основании второй математической модели привода (1), в которой статическая составляющая эквивалентной разности давлений считается пропорциональной внешней силе.
8. Способ по п. 7, в котором вторая математическая модель имеет следующий вид:
, где является переменной состояния, определяемой как , и
является оценочной переменной состояния , является оценочной статической составляющей эквивалентной разности давлений, является измеренной переменной состояния , является скоростью вращения электрического двигателя, является током питания электрического двигателя, , , и являются постоянными параметрами модели, и и являются коэффициентами усиления второго наблюдателя (22), регулирующими динамику и стабильность второго наблюдателя.
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором наблюдатель является наблюдателем детерминистского или схоластического типа.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором привод (1) является приводом руля летательного аппарата.
11. Способ (100) управления электрогидростатическим приводом (1), характеризующийся тем, что привод (1) содержит гидроцилиндр (4), включающий в себя первую камеру (14), вторую камеру (15) и поршень (7), находящийся между первой камерой (14) и второй камерой (15), насос (3), выполненный с возможностью нагнетания текучей среды в камеры (14,15) для управления перемещением поршня (7), и электрический двигатель (2), приводящий в действие насос (3), при помощи блока (10) управления, осуществляющего этапы, на которых
(110) блок (10) управления генерирует командный сигнал для управления электрическим двигателем (2),
(120) блок (10) управления оценивает внешнюю силу, действующую на электрогидростатический привод (1), при помощи способа оценки по любому из пп. 1-10,
(130) блок (10) управления определяет переменную коррекции командного сигнала в зависимости от оценочной внешней силы, и
(140) блок управления применяет переменную коррекции командного сигнала таким образом, чтобы ограничить разность давлений текучей среды в камерах (14,15) гидроцилиндра (4).
12. Блок (10) управления электрогидростатическим приводом (1), характеризующийся тем, что привод (1) содержит гидроцилиндр (4), включающий в себя первую камеру (14), вторую камеру (15) и поршень (7), находящийся между первой камерой (14) и второй камерой (15); насос (3), выполненный с возможностью нагнетания текучей среды в камеры (14,15) для управления перемещением поршня (7); и электрический двигатель (2), приводящий в действие насос (3); при этом блок (10) управления выполнен с возможностью генерировать командный сигнал для управления электрическим двигателем (2), оценивать внешнюю силу, действующую на электрогидростатический привод (1), при помощи способа оценки по любому из пп. 1-10, определять переменную коррекции командного сигнала в зависимости от оценочной внешней силы и применять переменную коррекции к командному сигналу таким образом, чтобы ограничивать разность давлений текучей среды в камерах (14,15) гидроцилиндра (4).
13. Электрогидростатический привод (1) и соответствующий блок (10) управления, характеризующийся тем, что этом блок (10) управления выполнен по п. 12.
