题目：大扭矩负载模拟及间隙测试系统的设计与研究

    舵机是飞行器上非常重要的动力执行部件，其性能好坏将直接影响到飞行器的飞行安全和完成飞行任务的优劣。随着科技的进步和国防事业的发展，迫切需要高性能的负载模拟设备，为新型舵机提供可靠的性能实验数据。
    随着直驱电机的迅速发展，电动式负载模拟设备变得越来越普遍。但加载力矩超过500Nm 的电动式负载模拟设备目前在国内鲜有研究报告。本文以大扭矩电动式负载模拟系统为研究对象，提出了大扭矩负载模拟及间隙测试系统的设计方案，并在系统机械结构设计、控制模型及软件设计等方面进行了深入研究。主要研究内容如下：
    一、介绍了负载模拟器的研究背景及意义，归纳了国内外不同类型的负载模拟器的发展及研究现状，给出了各种负载模拟系统的相关技术指标，为后续工作奠定基础。
    二、给出了大扭矩负载模拟及间隙测试系统的目标与要求，提出了1000Nm 的大扭矩负载模拟及间隙测试系统的总体设计方案，确定了相关元器件的选型，计算验证了元器件参数满足技术指标要求。
    三、对系统的机械结构进行了详细的设计与优化。设计了一种无框式力矩电机外壳，并给出了力矩电机的安装方法。为了满足不同测试需求，设计了基于平行四杆机构原理，扭矩切换装置。
    四、对整个系统的数学模型展开了研究。建立了基于直驱式力矩电机与弹簧杆的系统数学模型，并得到系统的控制结构框图。采用力矩、位置和电流的三闭环控制策略，通过Matlab Simulink 进行仿真，仿真结果验证了系统的原理及控制策略的可行性，为系统的软、硬件的合理设计提供了依据。
    五、开发了大扭矩负载模拟及间隙测试系统的上位机与下位机软件。上位机软件基于LabWindows/CVI 软件进行开发，下位机软件基于PMAC 运动控制卡进行编写。
    六、基于自主研制的大扭矩负载模拟及间隙测试系统原理样机开展测试实验，分别测试了模拟舵机的静态伺服刚度、动态伺服刚度和机械间隙。测试结果验证了本系统的性能。

    关键词：负载模拟器；舵机间隙；平行四杆机构；可编程多轴运动控制器（PMAC）；力矩、位置和电流的三闭环控制