飛機(jī)舵機(jī)電液伺服系統(tǒng)作為舵機(jī)試驗使用的半實物仿真設(shè)備，用于模擬舵機(jī)在飛機(jī)飛行過程中所受到的各種力載荷的變化情況，在飛行控制地面仿真系統(tǒng)研究領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。雖然飛機(jī)舵機(jī)電液伺服系統(tǒng)極大程度地改進(jìn)了飛機(jī)舵機(jī)的測試方式，然而它也是一個典型的被動式力伺服控制系統(tǒng)，其中舵機(jī)的主動運動會使系統(tǒng)產(chǎn)生多余力。多余力的存在會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定特性。因此，該研究課題在國際上已經(jīng)引起了人們的高度關(guān)注。

國內(nèi)外學(xué)者主要采用結(jié)構(gòu)補償方式來抑制多余力干擾。結(jié)構(gòu)補償方式就是通過在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中添加一個新環(huán)節(jié)或改善已有環(huán)節(jié)，從而減小多余力。常用的方法有安裝連通孔、蓄壓器校正法、安裝緩沖彈簧等。安裝連通孔方法是在液壓缸的兩個油腔之間安裝一個可調(diào)節(jié)的節(jié)流口，以防止因流量的快速變化而產(chǎn)生液壓沖擊。但不足之處是負(fù)載曲線彎曲，線性度差。蓄壓器校正法是利用蓄壓器來吸收和釋放液壓缸腔內(nèi)的壓力，減少強(qiáng)迫流量的產(chǎn)生，提高系統(tǒng)的控制精度。但是其校正狀態(tài)與加載梯度有關(guān)，而加載梯度是不斷變化的，這就限制了該方法的通用性。相比于前兩種結(jié)構(gòu)補償方式，安裝緩沖彈簧的方法以其結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢在飛機(jī)舵機(jī)電液伺服系統(tǒng)中應(yīng)用更為廣泛。該方法是在電液伺服系統(tǒng)和飛機(jī)舵機(jī)之間安裝材質(zhì)為純金屬或純橡膠的緩沖彈簧，使其在系統(tǒng)加載力和舵機(jī)運動力的共同作用下發(fā)生彈性形變，從而減小舵機(jī)主動運動所產(chǎn)生的多余力干擾。金屬緩沖彈簧的剛度為定值，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行變剛度加載時，不得不中斷試驗，并對緩沖彈簧進(jìn)行更換，破壞試驗的連續(xù)性。橡膠緩沖彈簧雖具有可變剛度值，但自身材質(zhì)受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，造成試驗誤差較大。

鑒于此，本文在充分考慮飛機(jī)舵機(jī)電液伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上，對緩沖彈簧進(jìn)行結(jié)構(gòu)及性能優(yōu)化，以滿足系統(tǒng)對穩(wěn)定特性及試驗連續(xù)性的要求。

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作者信息：滕在明，韓秋旻，朱世赫，劉曉琳，楊楠(中國民航大學(xué) 電子信息與自動化學(xué)院，天津 300300)