研究了在一通道发生故障时,10 kW级差速器式双余度机电伺服系统的模式切换和故障重构过程。通过仿真对比了主-主工作模式和主-备工作模式时系统的暂态特性和频率特性参数;分析了主-主切换模式和主-备切换模式的正弦切换过程;并通过试验实现了在零位时和最大位移时的正弦切换曲线。仿真对比发现,与主-备工作模式相比,主-主工作模式的暂态特性和频率特性的参数更优;试验结果与仿真结果趋势一致,与在最大位移处的切换过程相比,在零位时切换的切换时间和振荡过程更长。因此,对于只有摩擦和惯量的被动负载的10 kW级机电伺服系统,无论采用哪种切换模式,都能实现可靠切换。

为克服电液伺服系统中故障分布的不确定性,设计一种自适应增益超扭滑模观测器,用于电液伺服系统对有界未知扰动的故障进行重构。通过对电液伺服系统进行分析,获取电液伺服系统非线性动力学方程。利用电液伺服系统非线性动力学方程,构造自适应超扭观测器,用于消除观测器增益的保守性,提高抖振削弱效果。将该自适应超扭观测器引入电液伺服系统的故障重构,克服故障分布的不确定性。实验结果表明:所设计的方法能够较好地对气缸位置以及气缸速度进行估计,估计结果准确度较高,而且没有较大的抖振现象,超调量也较小。说明所设计的自适应超扭观测器能够较好地适应故障的不确定性,减少抖振效应,从而能够较好地实现电液伺服系统的故障重构。