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摘 要：本文对系统的助力响应、控制性能和助力跟随性进行了仿真分析，结果基本能满足提出的转向系统的性能需求。该系统结构上具有创新性，基本能够满足助力转向系统的要求，也能达到比常流式EHPS系统更节能的目的。
关键词：飞机;液压助力器;稳定性
前言
转向系统对车辆的性能影响十分显著，对该系统的研究和改进会提高系统的整体性能。助力转向系统已有多种发展较好的类型，从前飞机上较多采用的是机械液压助力转向系统（Hydraulic PowerSteering System，HPS）。随着飞机电子技术的快速发展，电动助力转向系统（Electric PowerSteering System，EPS）和电动液压助力转向系统（ElectricHydraulicPowerSteeringSystem，EHPS）技术也迅速兴起，在现在许多新能源的纯电动商用车上都能够加以应用。EHPS保留了HPS工作的平顺性和较大的转向助力，同时兼顾了EPS的转向轻便性，在中、重型车辆上的应用前景较为乐观。
1 液压转向系统的基本概述
飞机的操控主要是依靠转向系统，转向系统的好坏直接影响了飞机运行的安全性，转向系统的助力性是关键。液压转向系统是一种新兴的转向系统。它的助力性能相比普通转向系统的助力性能要强得多，因此具有广阔的发展空间。应用将会越来越广泛。转向系统的助力性是指稳定性，抗干扰性和跟踪性。如果转向系统的助力性差将会导致飞机的不平稳运行。方向盘操作难甚至失控，对飞机的驾驶造成了危害，同时也会加大对他人的风险。这一目标成为了现在对液压转向系统的研究重点。
2 液压转向系统的设计方法
液压转向系统的控制器的设计一般采用图解法，试凑法这些传统的理论方法，但是这些方法存在不能对助力性能指标的把控的弊端，不能最大优化性能，所以导致助力性能不能达到预期效果。所以为了解决这种问题，现在才用了现代最优控制理论的数学解析法，数学解析法可以达到对性能指标的最大优化目标，能够做到有效控制预期。采用数学解析法对数学模型有很严格的要求，需要对数学模型的精准度进行把控。H∞控制理论是对现代最优控制理论的弥补，在最优控制理论发生不确定性时，设计出仍然能保持稳定性的控制器。这一理论在很大程度上降低了现代最优控制理论对数学模型的依赖性。根据对液压转向系统的设计实验分析，发现传统的控制理论无法满足液压转向系统的建立，而H∞控制理论是实现液压转向系统设计的最优理论，采用据分析可知，采用LMI（Linear Matrix Inequalities）设计控制器，达到最优化。
3 常压式EHPS系统的助力特性
常压式EHPS助力需求与常流式EHPS的助力需求有所不同，对电机只需要简单的启停控制，助力特性主要是针对比例电磁阀而言的，控制电磁阀的电流就可以对系统的转向助力进行控制。
3.1 系统助力特性曲线的确定
助力特性曲线决定了飞机转向时的助力特性，设计良好的助力特性曲线对飞机转向系统有着重要的影响，基于方便性的原则，采用直线型的助力特性曲线，根据对EHPS系统助力特性的要求，得到直线型助力特性曲线。在相同的车速运行下，转向盘角速度的增加要求电磁阀的工作电流也随之增大，以此提供对应工况下的助力转矩，确保良好的转向助力;当车速为0时，助力特性曲线的斜率应该比其它车速下的曲线斜率大，以确保提供最大的转向力。在转向盘角速度一定的情况下，随着车速越来越大，电磁阀控制电流是慢慢减小的，助力曲线的斜率也是减小的，当车速达到一定值时，助力特性曲线的斜率最小。EHPS系统进入到了助力饱和区，电磁阀的工作电流达到最大额定电流后不再继续增加。
3.2 助力特性曲线的拟合
车在不同的行驶工况下，不同的车速和方向盘转向角速度与电磁阀控制电流大小之间的对应关系是进行EHPS系统助力特性曲线拟合的关键。根据直线型助力線型的表达式和系统要求，设定方向盘角速度ω1=60°/s，ω2=60°/s。在对转向阻力矩进行了动力学研究之后，通过对机械模块与液压模块的传递函数和模型的建立，可以得到不同车速和转向盘转速下对应飞机行驶工况的转向阻力矩和相应的电磁阀控制电流的值。通过车速和方向盘转速控制电磁阀的电流值，可以通过公式（2）进行表述：I（v，ω）=k（v）·ω。（1）式中：I为电磁阀电流;k为速度的负相关系数;ω为转向盘角速度。由于k是速度的负相关系数，则用k（ν）表示由速度决定的车速系数的表达式，由计算得出不同车速下的助力特性车速系数。根据不同车速对应的车速系数，MATLAB中通过曲线拟合工具箱CurveFittingTool（cftool）采用公式进行三次多项式的拟合。
3.3 常压式EHPS系统控制策略
根据对助力特性曲线的描述和选取，系统的控制应该从电机和比例电磁阀两方面入手，即需要在蓄能器内压力不足的时候启动电机补充液压油，当达到一定压力时停止电机运转;在需要转向助力时，根据助力特性曲线确定适宜当前工况的转向助力，从而确定对应的控制电磁阀的电流值。根据系统这一特点，确立EHPS系统的控制策略。对系统的控制策略进行分析，确定了电机的控制方式为简单的启停控制，基于不同车速和转向盘角速度对应不同的电磁阀的控制电流，确定了电磁阀的控制方式为闭环控制。
结束语
为了保证飞机运行的安全性，转向系统要具备稳定性，跟踪性这两个良好的助力性能。采用LMI方法可以使液压转向系统H∞控制器的设计达到最优化。H∞控制理论方法对设计出良好的液压转向系统的助力性能起到了关键的作用。这为后续的对于液压转向系统的研究奠定了基础，做出了飞跃性进展。使H∞控制理论广泛地应用在对液压转向系统的研究中。为提高液压转向系统助力性能的研究奠定了基础，具有很大的价值和意义。
参考文献
[1]王秀霞，苏珉.飞机液压系统的温度控制方法[J].流体传动与控制，2019（01）.
[2]王莉，姜曼琳.某型飞机液压系统热计算分析与应用[J].中国航空学会控制与应用，2018（03
关键词：飞机;液压助力器;稳定性
前言
转向系统对车辆的性能影响十分显著，对该系统的研究和改进会提高系统的整体性能。助力转向系统已有多种发展较好的类型，从前飞机上较多采用的是机械液压助力转向系统（Hydraulic PowerSteering System，HPS）。随着飞机电子技术的快速发展，电动助力转向系统（Electric PowerSteering System，EPS）和电动液压助力转向系统（ElectricHydraulicPowerSteeringSystem，EHPS）技术也迅速兴起，在现在许多新能源的纯电动商用车上都能够加以应用。EHPS保留了HPS工作的平顺性和较大的转向助力，同时兼顾了EPS的转向轻便性，在中、重型车辆上的应用前景较为乐观。
1 液压转向系统的基本概述
飞机的操控主要是依靠转向系统，转向系统的好坏直接影响了飞机运行的安全性，转向系统的助力性是关键。液压转向系统是一种新兴的转向系统。它的助力性能相比普通转向系统的助力性能要强得多，因此具有广阔的发展空间。应用将会越来越广泛。转向系统的助力性是指稳定性，抗干扰性和跟踪性。如果转向系统的助力性差将会导致飞机的不平稳运行。方向盘操作难甚至失控，对飞机的驾驶造成了危害，同时也会加大对他人的风险。这一目标成为了现在对液压转向系统的研究重点。
2 液压转向系统的设计方法
液压转向系统的控制器的设计一般采用图解法，试凑法这些传统的理论方法，但是这些方法存在不能对助力性能指标的把控的弊端，不能最大优化性能，所以导致助力性能不能达到预期效果。所以为了解决这种问题，现在才用了现代最优控制理论的数学解析法，数学解析法可以达到对性能指标的最大优化目标，能够做到有效控制预期。采用数学解析法对数学模型有很严格的要求，需要对数学模型的精准度进行把控。H∞控制理论是对现代最优控制理论的弥补，在最优控制理论发生不确定性时，设计出仍然能保持稳定性的控制器。这一理论在很大程度上降低了现代最优控制理论对数学模型的依赖性。根据对液压转向系统的设计实验分析，发现传统的控制理论无法满足液压转向系统的建立，而H∞控制理论是实现液压转向系统设计的最优理论，采用据分析可知，采用LMI（Linear Matrix Inequalities）设计控制器，达到最优化。
3 常压式EHPS系统的助力特性
常压式EHPS助力需求与常流式EHPS的助力需求有所不同，对电机只需要简单的启停控制，助力特性主要是针对比例电磁阀而言的，控制电磁阀的电流就可以对系统的转向助力进行控制。
3.1 系统助力特性曲线的确定
助力特性曲线决定了飞机转向时的助力特性，设计良好的助力特性曲线对飞机转向系统有着重要的影响，基于方便性的原则，采用直线型的助力特性曲线，根据对EHPS系统助力特性的要求，得到直线型助力特性曲线。在相同的车速运行下，转向盘角速度的增加要求电磁阀的工作电流也随之增大，以此提供对应工况下的助力转矩，确保良好的转向助力;当车速为0时，助力特性曲线的斜率应该比其它车速下的曲线斜率大，以确保提供最大的转向力。在转向盘角速度一定的情况下，随着车速越来越大，电磁阀控制电流是慢慢减小的，助力曲线的斜率也是减小的，当车速达到一定值时，助力特性曲线的斜率最小。EHPS系统进入到了助力饱和区，电磁阀的工作电流达到最大额定电流后不再继续增加。
3.2 助力特性曲线的拟合
车在不同的行驶工况下，不同的车速和方向盘转向角速度与电磁阀控制电流大小之间的对应关系是进行EHPS系统助力特性曲线拟合的关键。根据直线型助力線型的表达式和系统要求，设定方向盘角速度ω1=60°/s，ω2=60°/s。在对转向阻力矩进行了动力学研究之后，通过对机械模块与液压模块的传递函数和模型的建立，可以得到不同车速和转向盘转速下对应飞机行驶工况的转向阻力矩和相应的电磁阀控制电流的值。通过车速和方向盘转速控制电磁阀的电流值，可以通过公式（2）进行表述：I（v，ω）=k（v）·ω。（1）式中：I为电磁阀电流;k为速度的负相关系数;ω为转向盘角速度。由于k是速度的负相关系数，则用k（ν）表示由速度决定的车速系数的表达式，由计算得出不同车速下的助力特性车速系数。根据不同车速对应的车速系数，MATLAB中通过曲线拟合工具箱CurveFittingTool（cftool）采用公式进行三次多项式的拟合。
3.3 常压式EHPS系统控制策略
根据对助力特性曲线的描述和选取，系统的控制应该从电机和比例电磁阀两方面入手，即需要在蓄能器内压力不足的时候启动电机补充液压油，当达到一定压力时停止电机运转;在需要转向助力时，根据助力特性曲线确定适宜当前工况的转向助力，从而确定对应的控制电磁阀的电流值。根据系统这一特点，确立EHPS系统的控制策略。对系统的控制策略进行分析，确定了电机的控制方式为简单的启停控制，基于不同车速和转向盘角速度对应不同的电磁阀的控制电流，确定了电磁阀的控制方式为闭环控制。
结束语
为了保证飞机运行的安全性，转向系统要具备稳定性，跟踪性这两个良好的助力性能。采用LMI方法可以使液压转向系统H∞控制器的设计达到最优化。H∞控制理论方法对设计出良好的液压转向系统的助力性能起到了关键的作用。这为后续的对于液压转向系统的研究奠定了基础，做出了飞跃性进展。使H∞控制理论广泛地应用在对液压转向系统的研究中。为提高液压转向系统助力性能的研究奠定了基础，具有很大的价值和意义。
参考文献
[1]王秀霞，苏珉.飞机液压系统的温度控制方法[J].流体传动与控制，2019（01）.
[2]王莉，姜曼琳.某型飞机液压系统热计算分析与应用[J].中国航空学会控制与应用，2018（03