为解决飞机舵机电液负载模拟器在不同梯度加载实验中,由于舵机主动运动导致液压缸两腔产生强迫流量,进而产生多余力干扰的问题,提出基于复合式缓冲液压缸的系统结构设计。根据系统工作原理及液压缓冲结构特点,设计该液压缸的结构形式并建立其数学模型。采用AMESim仿真软件建立执行机构的仿真模型,并进行系统动态特性仿真实验。研究结果表明,该液压缸系统能够减小活塞运行过程中产生的机械碰撞,缓解液压缸两腔的强迫流量压力,抑制并消除多余力干扰,进而提高电液负载模拟器的负载性能,具有较高的工程实践价值。

为了使电液负载模拟器能够实现复杂的加载力,借助PLC在程序上实现所需要的加载规律,并加入PID控制指令改善系统被控制量品质,为电液负载模拟器实现复杂加载力提供了一种有效方案;在实现复杂加载力的过程中,采用定时器延时输出位置系统位移控制信号的方法,解决了力系统加载力滞后的问题。

将电液负载模拟器中的多余力矩视为外干扰，并考虑各种不确定性的影响，采用基于H∞鲁棒控制理论的方法设计了鲁棒控制器；同时，采用该控制器针对系统存在参数变动、高阶未建模动态及外干扰等不同工况时的特性进行了仿真研究以及系统动静态特性的实验研究。仿真和实验结果表明，在该控制器的作用下，系统不仅很好地实现了动态跟踪性能而且表现出良好的鲁棒性。系统的性能指标达到幅值误差小于±10％及相位滞后小于10。时的有扰闭环频宽为10Hz。

提出把电液负载模拟器的多余力矩视为一种补偿作用的观点，明确了广义连接刚度和系统性能的关系，提出了确定最佳广义连接刚度的基本原则，给出了确定最佳广义连接刚度的一种量化方法。理论分析、仿真和实验研究的结果证明了最佳广义连接刚度的有效性，系统有效地抑制了多余力矩。

建立了采用P-Q伺服阀控制加载的电液负载模拟器系统键图模型并通过仿真验证了该模型的正确性。通过对P-Q伺服阀和普通的流量伺服阀加载试验曲线的对比分析表明采用P-Q伺服阀控制可以有效地抑制多余力。

研究了电液负载模拟器的自适应最优控制问题.将线性二次型最优控制与GCMAC神经网络相结合提出了一种自适应最优控制策略.该控制策略把最优控制器作为辅助控制器采用GCMAC神经网络在线学习使闭环系统满足理想性能要求的控制量.Lyapunov稳定性分析证明该控制策略具有渐近稳定性.仿真结果表明系统具有较好的动态性能和较高的载荷谱跟踪精度.

为了提高电液负载模拟器加载系统的控制性能，并解决多余力抑制这一技术难题，对流量阀单阀控制电液负载模拟器系统和流量阀与P-Q阀双阀并联控制电液负载模拟器系统进行了建模、仿真和试验研究。仿真和实验结果表明：加载系统采用双阀并联控制比单阀控制的多余力明显减小，动态加载精度明显提高。