舵机电动加载系统建模与计算机辅助设计

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负载模拟器主要用于模拟飞行器飞行时舵面所受到的气动载荷,完成整个飞行控制系统的半实物仿真,也可以用于舵机系统性能的检测。目前研制的负载模拟器大多数都是电液伺服加载系统,随着力矩电机控制技术的发展和电力电子技术的应用,电动加载成为负载模拟器发展的方向,本文研究负载模拟器的电动加载方案。 舵机电动加载系统以PWM脉宽调制信号驱动的电动机作为执行机构,通过力传感器构成力反馈,位移传感器构成位置反馈,形成力和位移闭环控制。由于执行机构不同,电动负载模拟器与传统的液压驱动负载模拟器在控制特性上有较大差别。比如,电动加载的稳定性控制问题,多余力矩产生原因,系统快速性和跟踪精度的改进方法等。 加载系统中的多余力对系统动态品质影响很大,本文对加载系统中多余力的产生进行了详细的分析和讨论,并提出了一种简单有效的抑制多余力矩的方法。根据加载系统的特点,引入了经典的PID控制算法。仿真结果表明,所提控制方法能够使输出很好地跟踪系统给定的输入值。 论文最后对试验结果进行分析,并进行了仿真验证。总结了实验中遇到的各种实际问题,论文研究结果对电动加载系统的进一步深入研究具有参考价值。
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