● 摘要
目前，我国一些型号的歼击机的作动系统采用伺服阀和作动筒分离的结构，这样可以使舵机在空间布局上具有突出的优势，对于优化歼击机的气动外形和提高隐身能力具有重要的意义。这种结构需要在控制伺服阀与作动筒之间加入一段长导管，这样在负载流量突变、伺服阀换向等情况下就可能激发该系统的耦合振动，影响系统动特性与控制性能。本文针对这种“阀缸分离”结构舵机进行了如下研究：
首先对前人研究的管路频域模型的精确度进行仿真比较，然后根据本文系统对精确度的要求选择管路的耗散模型来建立“阀缸分离”舵机的理论数学模型和开环传递函数。根据推导出的开环传递函数从频域角度分析了管路参数对系统动特性的影响，并根据仿真结果总结出了几种管路参数优化的方案。
然后利用阻抗分析法针对连接不同负载阻抗（伺服阀和液压缸）的流体管路推导出了压力比传递函数，通过matlab编程求解出不同管路参数（包括管路长度、管路半径）、不同流体参数（包括流体体积弹性模量、流体运动粘度等）和阀门不同开口程度下管路的压力比幅值特性，总结出了影响流体管路谐振频率、有效工作频宽、衰减幅度的关键因素。
利用ANSYS CFX有限元仿真软件从管路结构方面的角度分析在流固耦合情况下不同结构管路（包括不同长度的直管、不同角度的弯管）的振动情况，得出考虑流固耦合情况下管路长度、弯管转角等参数对管路振动的影响规律并提出优化管路结构的方案。
最后利用AMEsim与Matlab联合仿真技术对包含管路模型的电液伺服系统进行时域特性的仿真研究，得出不同管路参数对系统控制特性的影响，验证了频域分析的结果。针对考虑管路模型的电液伺服系统的数学模型设计了前向补偿，从一定程度上消除了管路带来的不利影响、改善了系统的控制特性。