题目：复合负载模拟器控制系统设计与实现

负载模拟器用于模拟飞行器飞行过程中舵系统实际受到的力或力矩载荷，是舵机性能测试的重要设备，对缩短系统研制周期，节约研发经费，提高系统研发效率与稳定性有着重要意义。随着国防事业对舵机性能要求的提高，对复合负载模拟器的需求也越来越迫切。本文以复合负载模拟器控制系统设计为背景，分别对扭矩和弯矩、轴向力加载进行研究，重点研究提高系统动态特性的控制方法以及控制系统的实现问题。主要内容如下： ⒈建立了扭矩加载数学模型，分析了扭矩无扰加载频率特性，揭示了多余力矩产生机理及其特点，得到了力噪声是影响系统加载性能的主要因素，进而提出了扭矩加载的三环控制策略，算法核心是利用位置环先将系统的稳定性和频率特性提高，然后通过力矩环得到一个快速响应的扭矩控制系统。 ⒉建立了单支链力加载的数学模型，提出相应的控制方法。分析了舵机轴弯曲刚度对弯矩加载精度的影响，同时给出了此负载模拟器对舵机轴弯曲刚度的适用范围。针对舵机轴弯曲刚度的影响，提出了位置扰动补偿的控制策略，并证实了方法的有效性。 ⒊搭建了复合负载模拟器控制系统的硬件结构和软件结构，给出了多反馈、多前馈、多环路控制算法在PMAC上的实现方法。 ⒋根据性能指标要求，对复合负载模拟器进行加载实验，实验结果表明，系统的各项性能指标满足设计要求，进一步验证了所提出控制算法的可行性和有效性。