[发明专利]一种单自由度大柔性负载模拟器

摘要

一种单自由度大柔性负载模拟器，其主驱动电机为驱动柔性负载的驱动装置；角度编码器安装在主驱动电机的输出端，主要用于实时测量主驱动电机的运行状态；测控计算机实现数据采集、处理，以及不同控制模型的建立和下载；柔性动力学模型解算计算机依据大柔性负载的有限元模型，建立柔性动力学模型，输入为角加速度输出为扭转力矩；电机驱动控制器和加载伺服电机共同实现对主驱动电机的负载扭矩加载。其加载指令由测控计算机向电机驱动控制器实时发送；扭矩传感器安装在加载伺服电机和主驱动电机的同轴上，用于监视加载伺服电机的扭矩输出。加载伺服电机输出扭矩与指令扭矩有偏差，将通过测控计算机向电机驱动控制器发送指令，实现力矩补偿。

主权项

1.一种单自由度大柔性负载模拟器，其特征在于，包括：主驱动电机(1)、角度编码器(2)、测控计算机(3)、柔性动力学模型解算计算机(4)、电机驱动控制器(5)、加载伺服电机(6)和扭矩传感器(7)；所述主驱动电机(1)为整个系统的主运动源，主要为驱动柔性负载的驱动装置；角度编码器(2)安装在主驱动电机的输出端，主要用于实时测量主驱动电机(1)的运行状态；测控计算机(3)实现数据采集、处理，以及不同控制模型的建立和下载；柔性动力学模型解算计算机(4)依据大柔性负载的有限元模型，建立柔性动力学模型，输入为角加速度输出为扭转力矩；所述柔性动力学模型为：其中，α_y为角加速度值；M_y为柔性动力学模型解算得到的加载扭转力矩指令值；I_yy为柔性负载转动惯量；n为保留的柔性负载模态阶数；ζ_i为柔性负载第i阶模态的阻尼比；ω_i为柔性负载第i阶模态频率；f_a2i为柔性负载第i阶模态在转动方向上的振动对其自身转动的耦合系数；电机驱动控制器(5)和加载伺服电机(6)共同实现对主驱动电机(1)的负载扭矩加载；其加载指令由测控计算机向电机驱动控制器实时发送；所述扭矩传感器(7)安装在加载伺服电机(6)和主驱动电机(1)上，用于监视加载伺服电机(6)的扭矩输出；所述扭矩传感器(7)安装在加载伺服电机(6)和主驱动电机(1)的同轴上；所述加载伺服电机(6)输出扭矩与指令扭矩有偏差时，将通过测控计算机(3)向电机驱动控制器(5)发送指令，实现力矩补偿。