电静液作动器(Electro-hydrostatic Actuator,EHA)作为一种高性能集成化的动力执行器,广泛应用于航天航空、工业生产和军事领域。在不同油液温度下,液压油的体积弹性模量、黏度等性质会发生变化,从而对EHA的控制精度产生影响。针对此问题,首先建立了EHA数学模型;其次,设计了反向传播(BP)神经网络对比例积分控制器(PI)控制参数进行在线调节,补偿温度变化对跟踪精度的影响;最后,通过实验验证了传统PI控制的EHA跟踪精度与温度变化有着密切关系,并将BPPI控制器与PI控制器进行实验对比。实验结果表明,所设计的BPPI控制器在不同油液温度下平均跟踪误差之间的差值较PI控制器降低80%以上;且在相同温度下,平均跟踪误差较PI控制器降低60%以上。

针对一种基于主动单向阀与电磁直线执行器的主动配流式电磁直驱静液作动器能耗机制不明确的问题,建立液压系统的机械-液压耦合模型,将其能量损耗分为以液压缸与柱塞泵组成的能量转换损耗以及液压回路损耗,定量分析液压系统的能耗组成与分布规律。结果表明:负载变化对能量转换损耗的影响较大,且损耗占比始终大于27%;频率的改变增加系统中液压回路的能耗,且其损耗占比始终大于59%;整个工作过程中,系统的有用功比重会随着负载的增加不断提高,随着频率的增加不断降低。

针对某型号火箭二级主发动机的俯仰和偏航通道姿态控制,提出了一种基于4个高速开关阀控制的电静液作动器。采用4个高速开关阀组成一个H桥路,使得泵的进、出油口与作动器的A,B油口实现了完全独立控制。通过采用经典的PID算法与基于时间预测模型的算法进行仿真分析可知,采用基于时间预测模型高速开关阀控制的EHA系统可以大大提高系统的频响,同时还具有很高的系统效率。

为充分利用磁致伸缩材料的高频微位移特性,设计了一种基于主动阀配流的轴向双磁致伸缩泵驱动的电静液作动器(Dual Magnetostrictive Axial Plunger Pumps-based Electro-hydrostatic Actuator,DMAEHA)。磁致伸缩泵为整个作动系统提供驱动能源,由磁致伸缩材料驱动活塞实现吸、排油,具有高频、微流量的特性。设计了一种新型的主动配流阀,将磁致伸缩泵在高频下的吸入和排出的微量油液进行整流,进而获得大的流量输出,通过控制可以实现作动器的双向连续位移输出。实验结果表明:在驱动频率为180 Hz时,空载、300 N载荷条件下,作动器最大输出流量分别为2.7 L·min^-1与1.1 L·min^-1。

电静液作动器(EHA)能够实现故障安全,不存在机械卡死等,在大功率的场合功重比优势明显,因此可应用到飞机主舵面的伺服控制系统中。介绍EHA的组成、工作原理和功能组件的作用,详细推导了EHA伺服作动系统三环闭环控制情况下的数学模型,并在此基础上进行频域分析,设计伺服回路参数,在AMESim仿真平台上搭建了EHA伺服作动系统的仿真模型。利用推导的EHA数学建模方法可实现EHA作动伺服回路参数的设计,同时还可实现EHA作动器关键参数敏感度分析;利用给出的仿真分析方法可在EHA设计初期验证EHA伺服作动系统的性能,为作动器的实物设计提供理论基础。

电静液作动器(EHA)作为未来多电飞机作动系统的功率部件,其机械特性与负载特性适应程度,直接影响EHA对功率需求。基于EHA负载研究,从静态和动态两方面进行EHA参数匹配设计,并对主要因素的影响进行分析,建立数学模型、仿真模型和搭建试验台,通过仿真和试验对匹配参数进行验证,形成以一种电静液作动器(EHA)负载匹配通用方法。

针对典型电静液作动器存在响应速度较慢的问题，将伺服阀引入其中，采用压力和位置双控制回路体系，阐述了其工作原理和建立了数学模型。同时作动器作为参数不确定性和外负载力变化的系统，在压力控制回路中，考虑其不确定性范围和性能指标要求基础上，基于定量反馈理论（QFT）设计了压力控制器。在位置控制回路中，运用动态压力校正伺服阀流量，消除外负载力的影响；并把位置误差引入压力控制回路，以提高其响应速度。仿真结果表明，其综合性能较好且便于工程实现。

电静液作动器(EHA)设计需要考虑质量、刚度、效率等指标的综合最优而且这些目标之间通常相互矛盾是一个多目标优化设计难题。提出一种针对EHA的多目标优化设计方法给出了EHA质量、刚度、效率的评价模型通过多目标粒子群优化算法对连杆长度、舵面初始角度、泵的排量等关键设计变量进行智能优化获得帕累托优化设计集合并进一步采用层次分析法对帕累托集合中的方案进行综合决策按照给定的多目标间的权重实现了方案的排序和EAH的优化设计。

以某型无人机武器舱门为负载对象为满足无人机对质量、体积的限制要求实现舱门的快速、大角度开闭运动设计了闭式回路和开式回路两种旋转式电静液作动器方案。通过对两种方案的工作原理分析及元件参数计算开式回路方案的旋转式电静液作动器在电机功率、泵的排量及系统发热功率上有较大优势。利用AMESim仿真平台对所设计的旋转式电静液作动器进行了运动仿真。仿真模型较好地反应了实际系统的性能。仿真结果表明：开式回路方案系统响应速度快、调节时间短满足设计要求。

该文概述了民机电静液作动器(EHA)用液压泵的发展趋势及国内外研究现状。针对高压高速高可靠性等特殊需求,确立了民机EHA用液压泵的研究方案,重点分析了其关键技术并提出解决途径。