新型電液負(fù)載模擬器摩擦及控制特性研究.pdf

1、負(fù)載模擬器是一種重要的半實(shí)物仿真設(shè)備，用于模擬飛行器或者導(dǎo)彈舵機(jī)在空氣動力作用下產(chǎn)生的力矩載荷，其性能決定了復(fù)現(xiàn)舵機(jī)所受實(shí)際力矩的真實(shí)程度。因此研制高性能的負(fù)載模擬器對國防工業(yè)有著較為深遠(yuǎn)的意義。傳統(tǒng)的電液負(fù)載模擬器存在無法消除的多余力矩，該力矩會嚴(yán)重影響負(fù)載模擬器加載性能。國內(nèi)外的學(xué)者們在抑制多余力矩這一問題上進(jìn)行了很多研究，但都無法徹底消除多余力矩。在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，就最大限度地減小或者消除多余力矩這一問題，本文提出了一種基于

2、摩擦加載的電液負(fù)載模擬器，該結(jié)構(gòu)采用摩擦力矩對舵機(jī)進(jìn)行主動加載，理論上不會產(chǎn)生多余力矩。
　　本文針對摩擦加載電液負(fù)載模擬器結(jié)構(gòu)中存在的問題，提出了解決方案，并驗(yàn)證方案的可行性。首先研究了不同形式的摩擦副對產(chǎn)生摩擦力矩穩(wěn)定性的影響，確定了摩擦副形式及參數(shù)。并針對加載樣機(jī)中出現(xiàn)的摩擦生熱導(dǎo)致摩擦表面溫升，引起摩擦系數(shù)大幅度變化使產(chǎn)生的摩擦力矩不穩(wěn)定這一問題，本文詳細(xì)分析了影響摩擦盤溫升的主要因素，并借助于熱力學(xué)仿真軟件對摩擦表面的最

3、高溫升進(jìn)行了探討，設(shè)計(jì)了理論性能較好的摩擦副。其次，對系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并對系統(tǒng)中的硬件選型進(jìn)行修改。對加載系統(tǒng)進(jìn)行了線性化建模，并通過仿真分析系統(tǒng)中時變參數(shù)對系統(tǒng)的影響。以盡量減小滑模控制產(chǎn)生的“抖振”為原則，采用趨近律的方式設(shè)計(jì)了滑?？刂破?，得出了滑?？刂葡孪到y(tǒng)對不同加載信號的響應(yīng)曲線，并通過與PID控制下的系統(tǒng)進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的優(yōu)越性。然后，在常規(guī)滑?？刂破鞯幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)了積分滑模控制器、積分滑模自適應(yīng)控制器和微