● 摘要
作为飞行器舵系统的半实物仿真实验设备，电加载台的研制对于缩短飞行器开发周期、节约实验经费有着重大意义。 本论文主要研究对象为一台结合刚度测试和负载模拟功能的电加载台。该电加载台的刚度测试包括舵系统在扭矩下的动态、静态刚度测试及在弯矩作用下的静态刚度测试。论文对于刚度测试内容的主要问题进行了分析，包括加载单元的刚度、强度、稳定性和精确性等，从零部件、结构、控制系统等方面给出了详细的设计方案。针对模拟负载，论述了常见的多余力矩问题，并通过其产生机理和抑制方法，在扭矩加载单元中引入了弹性杆，从机械上为消除多余力矩做好了充分准备 同时对电加载台进行了较为详细的控制模型分析，建立各个环节的传递函数，针对主要环节及整个系统开展了开环频率分析，对于误差和多余力矩进行了时域仿真，挖掘系统的特性，提出前向通道补偿、反馈补偿、干扰补偿等多种改善系统性能的方法，根据结构不变性原理确定了抑制多余力矩的思路。 结合PMAC控制卡和电机驱动器的构造原理，进一步细化系统的传递函数模型，借助matlab软件的simulink模块对实际加载系统进行了详细仿真，并对前文提出的多种改善系统性能方法进一步进行试验分析，观察效果。根据电加载台的实际特性，提出了位置-力矩/力双闭环的控制方案，并通过下位机编程应用于实际控制之中。 最后，对电加载台真实性能进行测试，测试内容主要包括扭矩单元的静态极限加载、阶跃加载、正弦动态加载、负载模拟加载和弯矩单元的静态推力加载，对采集到的数据进行处理分析，计算加载值大小和相位误差，验证加载台是否满足技术指标要求。