電動負載力矩模擬器系統(tǒng)分析.pdf

1、電動式負載力矩模擬器作為力矩加載的地面仿真設備，以小力矩加載，低慣量、轉速快等優(yōu)點廣受人們青睞。在經過了數年的研究，對于電動負載模擬器的控制策略及多余力的抑制等方面較為成熟。但是，負載模擬器的一個重要問題并沒有得到很好的解決，這個問題就是負載模擬器的通用性問題。由于負載模擬器是針對某一型號舵機進行設計研制，對于舵機特性差異較大的情況，所設計的負載模擬器不能夠很好的完成力矩加載任務，在精度及穩(wěn)定性上存在很大問題。因此，對于引起負載模擬器通

2、用性問題的原因的研究很有實際意義。本文以電動式負載力矩模擬技術為背景，詳細地從加載側被控對象方面分析了力矩加載系統(tǒng)的靈敏度問題，同時針對抑制靈敏度正向峰值給出了解決的辦法。
　　首先，分析課題的背景及研究意義。然后從多余力矩、加載側和承載側轉動慣量、扭轉剛度及控制策略等方面，分析了電動式負載模擬器的研究現(xiàn)狀。
　　其次，以永磁同步電機作為電動式負載模擬器的驅動電機，根據電動負載模擬器和被測舵機的工作機理，分別建立了電動負載模

3、擬器和被測舵機的線性數學模型。給出了以扭矩傳感器為連接環(huán)節(jié)的綜合系統(tǒng)數學模型。并針對后面的分析，對閉環(huán)系統(tǒng)模型進行了適當的簡化整理。
　　再次，在建立的精確數學模型基礎之上，選用兩種方法對閉環(huán)系統(tǒng)對加載側被控對象的靈敏度進行分析：一是針對負載模擬器這種多變量系統(tǒng)，在考慮舵機特性的情況下，定義了靈敏度函數矩陣，利用矩陣奇異值來考察靈敏度函數矩陣的增益值。二是由單變量靈敏度函數，針對閉環(huán)系統(tǒng)的輸出響應，推導出雙輸入系統(tǒng)的靈敏度函數，分