無多余力矩負載模擬器建模與彈道仿真.pdf

1、飛行器負載力矩模擬器是一種被動式的力矩或力控制設備，能夠以較高精度模擬各種復雜的、甚至是快速變化的力矩或力函數(shù)。利用負載力矩模擬器即可進行導彈、飛機等飛行器舵機系統(tǒng)的地面模擬試驗。這樣在實驗室內(nèi)便可模擬出飛行器真實航行的狀態(tài)，模擬飛行器在飛行時的受力情況，可見模擬試驗相比實彈試驗大大節(jié)省了研制周期和成本。但在傳統(tǒng)負載模擬器結(jié)構(gòu)中，加載電機直接驅(qū)動承載舵機，因此舵機的轉(zhuǎn)動勢必會對加載電機造成擾動，從而帶來多余力矩問題。所以如何通過結(jié)構(gòu)和控

2、制上的優(yōu)化消除或部分消除多余力矩，對于負載模擬器的設計和研制具有重要意義。
　　本文在研究國內(nèi)外負載力矩模擬器的發(fā)展過程與研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，利用加載電機不直接驅(qū)動承載舵機的思想，提出了新型無多余力矩負載力矩模擬器的三種結(jié)構(gòu)方案，并結(jié)合動力學建模、彈道仿真、不確定度分析等環(huán)節(jié)對三種結(jié)構(gòu)方案進行可行性分析以及各方面優(yōu)缺點比較。
　　論文的研究內(nèi)容主要圍繞以下六方面展開：各方案運動學原理，初步分析各方案的可行性；建立各方案動力學模

3、型，使用Matlab和Adams軟件對負載模擬器進行動力學仿真分析；針對典型的力矩函數(shù)，使用Matlab軟件進行彈道仿真，以復現(xiàn)飛行器航行時所受力矩；以動力學模型為基礎(chǔ)，對負載模擬器進行不確定度分析，得到各個方案輸出力矩的誤差數(shù)據(jù)；從運動學、動力學和精度方面分析方案可行性；綜合比較三種方案在結(jié)構(gòu)緊湊性及合理性、精度、信號傳輸穩(wěn)定性等方面的優(yōu)劣。
　　本文完成了負載力矩模擬器三種結(jié)構(gòu)方案的建模、仿真和不確定分析，得到了可靠的動力學模