[发明专利]一种直线力加载系统多余力补偿控制装置及补偿控制方法

说明书

一种直线力加载系统多余力补偿控制装置，包括直线加载器、伺服电机、阻尼模块、力传感器、速度传感器A、速度传感器B、速度同步补偿器、系统控制器；伺服电机驱动直线加载器为作动器加载；阻尼模块用于衰减作动器的作动筒的速度突变对直线加载器的冲击；速度传感器A、速度传感器B用以检测反馈作动器运动速度和伺服电机速度之差，将两者之间的速度差输入至系统控制器实现直线对加载力的前馈补偿；力传感器用以检测反馈实际直线加载力，动态调整伺服电机扭矩，实现加载力PID闭环控制；本发明的直线力加载系统多余力补偿控制装置及补偿控制方法具有响应速度快、加载精度高的优点，因此完全满足了现有高性能作动器动态性能测试的需求。

技术领域

本发明涉及飞行器作动器动态测试技术领域，具体涉及一种直线力加载系统多余力补偿控制装置及补偿控制方法。

背景技术

直线力加载系统又叫做负载模拟器，对于直线力加载系统，目前主要技术路线为电液伺服加载系统和电动伺服加载系统；电液伺服加载系统是主流直线力加载系统，技术特点为通过伺服阀控制液压缸来实现直线力加载；电动伺服加载系统技术特点为伺服电机通过滚珠丝杠来实现直线力加载；直线力加载系统为典型被动式加载系统，实际进行测试时被加载作动器的运动会导致多余力产生，即作动器的运动会导致加载在作动器的预加载力偏离预设值，多余力有时候比加载系统最大力还大，不仅影响了作动器动态性能的测试准确性，甚至会导致直线力加载系统的损坏；目前电液伺服加载系统多余力的抑制措施有基于蓄能器的补偿，也有基于速度同步补偿的多余力控制；电动伺服加载系统多余力抑制多是基于速度同步补偿的多余力控制；但目前的电液伺服加载系统存在响应速度慢的缺点，而电动伺服加载系统存在加载精度低的缺点，特别是随着飞行器作动器动态性能的提高，现有的加载系统已无法适应作动器动态性能测试的需求，因此必须研发具有相应速度快、加载精度高的直线力加载系统予以解决。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种直线力加载系统多余力补偿控制装置及补偿控制方法；包括直线加载器、伺服电机、阻尼模块、力传感器、速度传感器A、速度传感器B、速度同步补偿器、系统控制器；伺服电机驱动直线加载器为作动器加载；阻尼模块用于衰减作动器的作动筒速度突变对直线加载器的多余力冲击，衰减作动筒突然加速或减速时的多余力的波动幅度；速度传感器A、速度传感器B用以检测反馈作动器、直线加载器速度之差，将两者之间的速度差输入至系统控制器实现直线对加载力的前馈补偿，抑制作动器的运动对预设加载力的影响；力传感器用以检测反馈实际直线加载力，实时对比预设加载力和反馈力偏差大小，动态调整伺服电机扭矩，以实现加载力闭环PID控制，实现直线加载力高精度控制；本发明的直线力加载系统多余力补偿控制装置及补偿控制方法具有相应速度快、加载精度高的优点，因此完全满足了现有高性能作动器动态性能测试的需求。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：包括基座、左支撑架、右支撑架、直线加载器、伺服电机、阻尼模块、力传感器、导向板、加载头、导杆；所述基座为矩形板状，所述左支撑架、右支撑架分别固定设置在基座上板面左右两侧；所述直线加载器活动设有加载轴，直线加载器固定设置在左支撑架左侧，直线加载器的加载轴穿过左支撑架；所述伺服电机设置有速度传感器B，伺服电机与直线加载器固定连接，通过滚珠丝杠驱动直线加载器的加载轴做直线运动，用于对作动器做轴向直线力加载；所述阻尼模块一端与直线加载器的加载轴固定连接，另一端与加载头固定连接；所述导向板为板状，其与加载头固定连接，当加载头做轴向移动时，带动导向板一起移动；所述力传感器固定粘结在加载头外圆面，用于检测加载头所施加的轴向加载力，加载头的轴向加载力可以为拉力或压力；所述直线加载器的加载轴、阻尼模块、加载头同轴设置，用于保证加载力的稳定性，防止加载压力过大时出现失稳现象；所述左支撑架、右支撑架之间还固定设置有导杆，导向板与导杆滑动连接，导向板通过与导杆的配合，用以提高直线力加载系统的刚度；所述基座还设置有速度传感器A，其用于采集反馈作动器的运动速度；