电动加载控制方法及音圈加载新方案研究

bb20920d · 发表于 2022-5-7 18:36:38

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雅宝题库解析：
电动加载系统是一类典型的被动式力（力矩）伺服系统，其主要应用是负载模拟器。负载模拟器是航空飞行器地面半实物仿真系统中的一个关键设备，其主要作用是模拟飞行器在飞行过程中舵面所承受的气动力矩载荷。随着现代航空工业的飞快发展，对飞行器的控制精度和机动性能的要求也不断提高，从而对加载系统的加载精度和动态性能也提出了更高的要求。本论文以电动加载系统为研究对象，分析电动加载系统的特点，对其控制算法和关键技术题目展开研究。本论文重点研究速度同步解耦补偿在电动负载模拟器中的实现，以此提高电动加载系统的稳态加载精度、动态跟踪性能以及多余力矩抑制能力。提出一种等效惯量的思路来避免多余力的产生，将其应用于音圈电机加载系统的方案中。本文研究内容包括：（1）设计详细的电动加载系统方案，研究其工作原理，建立力矩电机数学模型，并给出完整的电动加载系统模型。通过Matlab和Simulink的仿真，对多余力矩进行了仿真分析，研究了前馈补偿法，结构不变性原理补偿法和速度同步控制法对多余力的抑制作用，使速度同步补偿法在电动负载模拟器中得到实现。（2）完成舵机电动加载系统的软件设计。利用NI公司C环境下的虚拟仪器软件CVI设计出了友好的人机界面，实现数据交换、数据存取、参数设置以及数据回放分析等功能；利用Windows+RTX实时扩展模块的软件平台，提高了Windows系统实时性，系统跟踪效果更好。（3）提出电动加载系统的指标评价标准，从四个不同方面来检验加载控制器是否满足设计指标，同时对得到的实验结果进行分析。最后针对一种新型舵机具有的极限工作特性，提出一种新的基于音圈电机的加载解决方案。（4）对基于音圈电机的加载方案进行了研究。从系统整体结构、系统工作原理等方面对方案进行概述，对音圈电机结构进行了详细的设计计算，运用电磁仿真工具对磁路和结构进行了优化，初步完成了原理样机和控制电路的制作，电路达到了加载系统的要求。

电动加载控制方法及音圈加载新方案研究

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