新型負(fù)載模擬器摩擦副及控制策略研究.pdf

1、舵機(jī)負(fù)載模擬器屬于地面加載設(shè)備中的一種，用以模擬飛行裝置飛行時(shí)舵機(jī)受到的空氣力矩載荷譜。負(fù)載模擬器的加載性能好壞，可以通過(guò)其對(duì)實(shí)際空氣力矩的復(fù)現(xiàn)精確度來(lái)評(píng)價(jià)。隨著各國(guó)在航天航空領(lǐng)域的長(zhǎng)足發(fā)展，高精度的負(fù)載模擬器更加受到重視，因此研制高性能負(fù)載模擬器對(duì)航天航空事業(yè)具有重要意義。
　　十幾年間，傳統(tǒng)負(fù)載模擬器無(wú)法消除的多余力一直制約其性能的提高，所以多余力矩的抑制成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)，目前結(jié)構(gòu)補(bǔ)償和控制補(bǔ)償抑制效果都不盡如人意。本文利

2、用摩擦加載原理設(shè)計(jì)的新型負(fù)載模擬器，加載形式由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，理論上能實(shí)現(xiàn)多余力矩完全消除。承接已有研究成果，針對(duì)新型負(fù)載模擬器理論研究不充分的問(wèn)題，進(jìn)行以下研究工作：
　　首先，對(duì)新型負(fù)載模擬器摩擦力矩進(jìn)行理論研究，為后續(xù)控制器設(shè)計(jì)提供依據(jù)。分析傳統(tǒng)摩擦力矩簡(jiǎn)單積分的計(jì)算方法，根據(jù)摩擦磨損原理，提出修正的摩擦力矩計(jì)算公式，分別應(yīng)用于圓環(huán)式、圓盤(pán)式、扇形式三種摩擦盤(pán)結(jié)構(gòu)；應(yīng)用仿真軟件初步驗(yàn)證該公式的合理性，并討論摩擦盤(pán)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)摩擦

3、力矩波動(dòng)的影響。
　　其次，對(duì)加載系統(tǒng)摩擦盤(pán)溫度場(chǎng)進(jìn)行研究，為摩擦盤(pán)設(shè)計(jì)提供參考。針對(duì)加載過(guò)程中摩擦熱問(wèn)題，結(jié)合傳熱學(xué)原理，建立摩擦盤(pán)的瞬時(shí)溫度場(chǎng)方程，分析傳熱過(guò)程中相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系；利用熱力學(xué)仿真軟件解算摩擦盤(pán)加載過(guò)程的熱—機(jī)耦合問(wèn)題，討論各加載條件對(duì)溫度場(chǎng)和摩擦力矩波動(dòng)影響；提出尺寸因子概念，利用仿真軟件初步驗(yàn)證其對(duì)摩擦盤(pán)溫度場(chǎng)預(yù)估的可行性。
　　最后，對(duì)負(fù)載模擬器進(jìn)行系統(tǒng)建模和實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)比線性和非線性系統(tǒng)模型，分析