[发明专利]一种动态负载模拟测试试验平台及测试方法

权利要求书

1.一种动态负载模拟测试试验平台，包括第一扭矩传感器(3)、第一轴承(5)、角度传感器(6)、滑环(7)、飞轮(8)、离合器(11)、第二轴承(12)、第二扭矩传感器(14)、磁粉制动器(15)和测控系统(16)，其特征在于，所述第一扭矩传感器(3)的一端通过第一联轴器(2)连接至试验对象(1)，另一端通过第二联轴器(4)与所述轴(10)的一端连接，所述轴(10)的另一端通过第三联轴器(13)与所述第二扭矩传感器(14)的一端相连，所述第二扭矩传感器(14)的另一端连接至所述磁粉制动器(15)；

所述第一轴承(5)、角度传感器(6)、滑环(7)、飞轮(8)、离合器(11)和第二轴承(12)顺次套装在所述轴(10)上；

所述飞轮(8)轮面上均匀地安装有多个电动直线滑台(8-1)，每对相互正对着的所述电动直线滑台(8-1)关于飞轮(8)的中心中心对称；所述电动直线滑台(8-1)包括靠近飞轮(8)中心设置的电机、滑块和配重块(8-2)，所述配重块(8-2)固定在所述滑块上，所述滑块的滑动动作由所述电机驱动；

所述测控系统(16)分别与第一扭矩传感器(3)、第二扭矩传感器(14)、角度传感器(6)和磁粉制动器(15)相连，通过滑环(7)与电动直线滑台(8-1)的电机相连。

2.根据权利要求1所述的一种动态负载模拟测试试验平台，其特征在于，所述多个电动直线滑台(8-1)的质量中心和飞轮(8)的中心重合。

3.根据权利要求2所述的一种动态负载模拟测试试验平台，其特征在于，所述飞轮(8)中心位置开设的中心孔内装有第三轴承(9)，所述第三轴承(9)套在轴(10)上；所述飞轮(8)和离合器(11)之间相对的端部分别布置有一对相啮合的牙；离合器(11)上布置有锁紧螺钉(18)，所述轴(10)上沿远离所述飞轮(8)的方向上依次布置有第一锁紧孔、第二锁紧孔及用于限位的第三挡圈(21)；当所述飞轮(8)与离合器(11)啮合时，所述锁紧螺钉(18)与所述第一锁紧孔对齐；当所述离合器(11)抵靠在第三挡圈(21)上时，所述飞轮(8)与离合器(11)脱开，所述锁紧螺钉(18)与第二锁紧孔对齐。

4.根据权利要求2所述的一种动态负载模拟测试试验平台，其特征在于，所述飞轮(8)中心对称安装的配重块的质量相同。

5.根据权利要求1所述的一种动态负载模拟测试试验平台，其特征在于，所述电动直线滑台(8-1)为滚珠丝杠电动滑台，所述电机为伺服电机，其带动滚珠丝杠旋转，所述滚珠丝杠带动滑块移动。

6.根据权利要求1所述的一种动态负载模拟测试试验平台，其特征在于，所述飞轮(8)还包括基盘(8-3)，所述基盘(8-3)上飞轮(8)的中心对称地开设有孔洞，以减少所述基盘(8-3)的转动惯量。

7.一种采用如权利要求1所述的动态负载模拟测试试验平台进行的动态负载模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)、测试系统(16)根据被测对象(1)的特性，建立动态惯性负载J随时间t的函数J＝F_J(t)及动态扭矩负载T随时间t的函数T＝F_T(t)，函数采用方程形式或参数表形式；

(b)、启动被试对象(1)，测控系统(16)不断读取第一扭矩传感器(3)的输出值T₁、第二扭矩传感器(14)的输出值T₂和角度传感器(6)的输出值θ；则在时刻t_i，磁粉制动器(15)产生的扭矩负载T_i＝T₂，飞轮(8)产生的惯性负载

(c)、将所测得的惯性负载J_i、扭矩负载T_i与步骤(a)中建立的关系函数对比，计算出t_i时刻惯性负载偏差e_Ji＝F_J(t_i)-J_i及扭矩负载偏差e_Ti＝F_T(t_i)-T_i，然后通过PID算法计算下一时刻电动直线滑台(8-1)及磁粉制动器(15)的输出值，并分别控制电动直线滑台(8-1)和磁粉制动器(15)的动作；

(d)、根据用户输入，判断是否停止实验，如果是则停止实验，否则返回执行步骤(b)。

8.一种采用如权利要求1所述的动态负载模拟测试试验平台进行的动态负载模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)、测试系统(16)根据被测对象(1)的特性，建立动态惯性负载J随转角θ的函数J＝F_J(θ)及动态扭矩负载T随转角θ的函数T＝F_T(θ)；

(b)、启动被试对象(1)，测控系统不断读取第一扭矩传感器(3)的输出值T₁、第二扭矩传感器(14)的输出值T₂和角度传感器6的输出值θ；则在转角θ_i，磁粉制动器(15)产生的扭矩负载T_i＝T₂，飞轮8产生的惯性负载

(c)、将所测得的惯性负载J_i、扭矩负载T_i与步骤(a)中建立的关系函数对比，计算出θ_i时惯性负载偏差e_Ji＝F_J(θ_i)-J_i及扭矩负载偏差e_Ti＝F_T(θ_i)-T_i，然后通过PID算法计算下一转角电动直线滑台(8-1)及磁粉制动器(15)的输出值，并分别控制电动直线滑台(8-1)和磁粉制动器(15)的动作；

(d)、根据用户输入，判断是否停止实验，如果是则停止实验，否则返回执行步骤(b)。