● 摘要
飞机结构试验作为一种规范，已列为生产飞机必须进行的常规试验，它受到各大国的高度重视和投入。随着飞机尺寸、寿命、性能与载荷不断增长，特别是近几年我国将迎来多种新机型尤其是大型飞机试飞定型的繁重任务，原有的结构试验方法逐渐表现出效率低下，准备工作量大，试验操作复杂，参数优化配置困难等缺点。需要简化试验系统配置和调试要求、提高试验系统的效率、改善工作强度、节约整机研发时间和成本。本文针对飞机结构试验的要求进行了如下研究：首先针对大型飞机结构试验高精度、较高动态响应、高可靠性、低成本的要求和加载速度低、系统流量低的特点，提出了“基于负载敏感的定量泵定速电机阀控一体化加载作动器”方案。其设计思想是通过蓄能器的流量敏感环节，使得泵源电机处于间歇工作模式，减小了阀控系统的溢流损失；采用比例溢流阀的压力敏感环节，对油源压力进行分级变压力控制，减小阀口节流损失。并详细论述了其节能机理和工作过程。建立了基于AMESim功率电传加载作动器仿真模型，对加载作动器的加载性能进行了仿真，验证了方案的可行性。在此基础上对负载敏感的设计方案进行了仿真分析，并对变压力设计方案进行了改进，仿真结果表明了负载敏感的设计方案能够有效提高液压系统的效率。对多通道协同控制进行了初步探索，设计解耦补偿控制器能够有效消除通道间耦合带来的影响。基于模块化设计的思想，设计了“以电液比例阀为主，可调节流阀为辅的可控协调卸载安全保护液压模块”，完成了其液压原理方案和分布式控制器电气方案的设计，并在AMESim中对不同工况下的卸载方式进行仿真，验证了卸载模块的可行性。通过研究不同卸载方式的工作机理，比较不同方式的优缺点。最后，设计了功率电传一体化加载作动器原理样机、可控协调卸载安全保护液压模块原理样机和加载实验平台搭建。所设计的实验平台能够同时安装多个加载通道，为后续协同控制算法的研究和实验开展奠定了基础。