飛機舵機電液伺服系統(tǒng)作為舵機試驗使用的半實物仿真設備，用于模擬舵機在飛機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)研究領域應用廣泛。雖然飛機舵機電液伺服系統(tǒng)極大程度地改進了飛機舵機的測試方式，然而它也是一個典型的被動式力伺服控制系統(tǒng)，其中舵機的主動運動會使系統(tǒng)產生多余力。多余力的存在會嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定特性。因此，該研究課題在國際上已經引起了人們的高度關注。

國內外學者主要采用結構補償方式來抑制多余力干擾。結構補償方式就是通過在系統(tǒng)結構中添加一個新環(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節(jié)的節(jié)流口，以防止因流量的快速變化而產生液壓沖擊。但不足之處是負載曲線彎曲，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的壓力，減少強迫流量的產生，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，而加載梯度是不斷變化的，這就限制了該方法的通用性。相比于前兩種結構補償方式，安裝緩沖彈簧的方法以其結構簡單的優(yōu)勢在飛機舵機電液伺服系統(tǒng)中應用更為廣泛。該方法是在電液伺服系統(tǒng)和飛機舵機之間安裝材質為純金屬或純橡膠的緩沖彈簧，使其在系統(tǒng)加載力和舵機運動力的共同作用下發(fā)生彈性形變，從而減小舵機主動運動所產生的多余力干擾。金屬緩沖彈簧的剛度為定值，當系統(tǒng)進行變剛度加載時，不得不中斷試驗，并對緩沖彈簧進行更換，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舵機電液伺服系統(tǒng)結構特性的基礎上，對緩沖彈簧進行結構及性能優(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 電子信息與自動化學院，天津 300300)