[发明专利]双电机主动加载舵机负载模拟器

说明书

技术领域

本发明专利设计一种双电机主动加载舵机负载模拟实验装置，具体设计一种角运动舵机负载模拟器。

背景技术

舵机负载模拟器是在实验室条件下对飞行器舵机进行模拟气动载荷实验的半实物仿真设备。负载模拟器工作在被动加载模式时，舵机主动运动会引起多余力矩，严重影响系统载荷谱跟踪精度。如何补偿和抑制多余力矩是负载模拟器需要解决的重要技术难题。

舵机加载按照工作方式分为主动加载和被动加载两种方式。主动加载模拟器主要缺点如下：无论是电动加载还是液压加载形式都会产生多余力矩，尤其在小加载梯度情况下产生的多余力矩甚至会淹没有用加载信号。被动加载模拟器通常采用重量块(或惯量块)、挠性杆等实现方式。被动加载不需要消耗能量，不会产生多余力矩。其主要缺点：首先，重量块(或惯量块)为恒值载荷；其次，挠性杆工作方式虽然随着负载随舵偏角变化而变化，但是加载梯度恒定，不能跟踪任意载荷谱。

通过对以上两种舵机加载器模拟器缺点进行了针对性的分析，本发明专利在充分解决现有缺点的基础上并进行了原理上的全新设计，发明设计一种双电机主动加载舵机负模拟实验装置，其加载既不产生多余力矩，也能跟踪任意载荷谱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、安装方便、成本低，硬件配置数量少，能满足高动态高精度的舵机负载模拟的加载需求。其主要特征是：加载电机(2)和舵机(9)固定在工作台(1)上；位置跟随电机(5)通过回转支撑与工作台(1)相连；加载电机输出轴(3)与位置跟随电机(5)固联；位置跟随电机(5)实现对舵机运动的跟踪；加载电机(2)通过位置跟随电机(5)实现对舵机载荷谱的跟踪。

整个舵机模拟器通过两台电机分别跟踪舵机位置和舵机载荷，使不产生多余力矩，从而使得实现了舵机负载模拟的高动态高精度跟踪。

本发明专利公开一种双电机主动加载的舵机负载模拟实验装置，其特点在于：

(1)位置跟随电机(5)通过加载电机输出轴(3)实现主支撑，通过回转支撑(4)实现与工作台(1)的辅助支撑。

(2)本发明结构简单，制造加工成本低。

附图说明

附图为加载装置组成示意图。

1：工作台；2：加载电机；3：加载电机输出轴；4：回转支撑；5：位置跟随电机；6：位置跟随电机输出轴；7：扭矩传感器；8：舵机输出轴；9：舵机。

具体工作原理

首先，当舵机(9)运动时，由位置跟随电机(5)实现对舵机的跟随运动；同时，加载电机(2)根据舵机载荷谱的要求，将载荷谱施加在位置跟随电机(5)基座上，通过位置跟随电机输出轴(6)把载荷施加在舵机输出轴(8)上，并由扭矩传感器(7)实现对舵机载荷跟踪的闭环控制。