[发明专利]一种1000Nm动态扭矩加载与校准系统

说明书

一种1000Nm动态扭矩加载与校准系统，横向安置，从左至右包括依次连接的激励电机、扭矩传感器、第一转动惯量模块、气浮轴、第二转动惯量模块、自准直光管；还包括同步数据采集卡、控制器、驱动器、显示器；控制器控制驱动器来驱动激励电机进行正弦运动，调整驱动电流及运动的频率，实现动态扭矩传感器的加载。由公式改变转动惯量模块I₁的值；同时改变激励电机的驱动频率，更改第一光栅和第二光栅测得的轴系运动的实时角度频率，进而改变角加速度值调整合适的I₁和值，使得测得的动态扭矩幅值为1000Nm。获得标准的动态扭矩数据后，以此扭矩为准，就可以校准扭矩传感器测得的动态扭矩数据，实现动态扭矩校准的目的。

技术领域

本发明涉及舵机测试领域，特别是舵机动态扭矩加载与校准。

背景技术

舵机作为武器系统重要组成部分，其性能直接关系到整个武器系统的综合性能。在仿真实验室条件下广泛使用舵机负载模拟器等测试系统复现飞行条件下舵机所受扭矩载荷，为舵机试验提供舵面气动扭矩模拟加载环境，对舵机负载性能进行仿真实验和设计验证试验。随着武器系统应用环境的拓宽和性能指标的不断提升，对舵机综合技术指标的要求也越来越高，相比于传统的电机驱动式舵机测试系统，基于功率电传工作原理的电调式舵机测试系统在如今的航天领域有着更广泛的应用，测试系统扭矩输出的最大允许误差为0.3％～1％，加载系统最大扭矩可达到1000Nm。目前，航天科工集团各院所使用的电调式舵机测试系统，包括一级舵机测试系统即燃气舵-空气舵联动的舵机测试系统，二级舵机测试系统和一体化圆筒状舵机测试系统等，这几类舵机测试系统存在扭矩大、通道多、使用广的特点，而舵机测试系统扭矩校准现状多为实验室静态校准，面临没有统一的现场校准规范、量程不足，最大量程在500Nm以下、准确度不高(3％～5％)或缺少标准等问题，无法满足航天科工集团型号的现场计量需求。

目前国内尚未建立1000Nm动态扭矩加载与校准系统，同时，舵机测试系统实际工作状态多为对舵机进行动态加载，包括典型的正弦、梯形、锯齿等方式加载，而目前的扭矩校准水平不具备适应能力，不能实现实时校准和动态校准，如何既能保证舵机在工作状态下运行，又能测量舵机的输入和输出扭矩是目前技术上存在的一个问题。

发明内容

为了解决1000Nm动态扭矩加载实时校准和动态校准问题，本发明提出了一种1000Nm动态扭矩加载与校准系统。

一种1000Nm动态扭矩加载与校准系统，横向安置，从左至右包括依次连接的激励电机、扭矩传感器、第一转动惯量模块、气浮轴、第二转动惯量模块、自准直光管；还包括同步数据采集卡、控制器、驱动器、显示器；扭矩传感器用于测量轴系负载运动的动态扭矩值，第一光栅安装在第一转动惯量模块与气浮轴之间，套在气浮轴上；第二光栅安装在气浮轴与第二转动惯量模块之间，也套在气浮轴上；第三光栅安装在激励电机的左端部，用来反馈电机的运动位置和速度，控制电机稳定运行；4个激光测距仪和自准直光管都固定在底座上；第一激光测距仪、第二激光测距仪呈900角布置，用于实时检测第一转动惯量模块轴系运动的的偏心情况；第三激光测距仪、第四激光测距仪呈900角布置，用于实时检测第二转动惯量模块轴系运动的的偏心情况；自准值光管镜头对准气浮轴的右端部，用来测量气浮轴的轴线偏移情况；同步数据采集卡采集扭矩传感器、三个光栅、四个激光测距仪以及自准直光管测量的数据，并将数据传送给控制器，控制器控制驱动器输出设定的电流，驱动激励电机进行工作；显示器与控制器相连，显示测量到的运行数据。

进一步，还包括动力电源、第一空气开关、第二空气开关、变压器、断路器、交流接触器、第一滤波器、第二滤波器；所述动力电源为380V交流电，控制器的工作电压为220V交流电源，所述动力电源由第一空气开关控制，依次经过变压器、断路器、交流接触器、第二滤波器，到达驱动器，通过控制器控制驱动器输出设定的电流，经过第一滤波器，驱动激励电机进行工作；控制器通过第二空气开关来控制。