電動(dòng)負(fù)載力矩模擬器系統(tǒng)分析.pdf

1、電動(dòng)式負(fù)載力矩模擬器作為力矩加載的地面仿真設(shè)備，以小力矩加載，低慣量、轉(zhuǎn)速快等優(yōu)點(diǎn)廣受人們青睞。在經(jīng)過了數(shù)年的研究，對(duì)于電動(dòng)負(fù)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(fù)載模擬器的一個(gè)重要問題并沒有得到很好的解決，這個(gè)問題就是負(fù)載模擬器的通用性問題。由于負(fù)載模擬器是針對(duì)某一型號(hào)舵機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)研制，對(duì)于舵機(jī)特性差異較大的情況，所設(shè)計(jì)的負(fù)載模擬器不能夠很好的完成力矩加載任務(wù)，在精度及穩(wěn)定性上存在很大問題。因此，對(duì)于引起負(fù)載模擬器通

2、用性問題的原因的研究很有實(shí)際意義。本文以電動(dòng)式負(fù)載力矩模擬技術(shù)為背景，詳細(xì)地從加載側(cè)被控對(duì)象方面分析了力矩加載系統(tǒng)的靈敏度問題，同時(shí)針對(duì)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(cè)和承載側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、扭轉(zhuǎn)剛度及控制策略等方面，分析了電動(dòng)式負(fù)載模擬器的研究現(xiàn)狀。
　　其次，以永磁同步電機(jī)作為電動(dòng)式負(fù)載模擬器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，根據(jù)電動(dòng)負(fù)載模擬器和被測(cè)舵機(jī)的工作機(jī)理，分別建立了電動(dòng)負(fù)載模

3、擬器和被測(cè)舵機(jī)的線性數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)模型。并針對(duì)后面的分析，對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕怼?br>　　再次，在建立的精確數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上，選用兩種方法對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)加載側(cè)被控對(duì)象的靈敏度進(jìn)行分析：一是針對(duì)負(fù)載模擬器這種多變量系統(tǒng)，在考慮舵機(jī)特性的情況下，定義了靈敏度函數(shù)矩陣，利用矩陣奇異值來考察靈敏度函數(shù)矩陣的增益值。二是由單變量靈敏度函數(shù)，針對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，推導(dǎo)出雙輸入系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)，分