电液负载模拟器是典型的机电液一体化系统。它可在实验室条件下,模拟飞行器舵面所受到的随飞行器飞行高度、周围气流、舵面位置等因素影响而变化的空气力矩。是半实物仿真系统的重要组成部分。本文设计了一套电液负载模拟器试验系统,具体工作如下:(1)电液负载模拟器试验系统的机械结构设计:本文设计了两个电液伺服马达作为执行元件,分别模拟舵机的运动和空气对舵机轴的作用力。舵机马达可以沿固定它的滑道运动改变其与加载马达之间的距离以模拟出不同结构参数的舵机。其结构设计以安全至上、标准化、模块化为设计原则,充分考虑了机械本体各模块的安装接口,与液压系统各模块的安装衔接以及结构内部的电气走线。(2)电液负载模拟器试验系统的液压系统设计:本文设计的液压系统作为整个系统执行元件的动力要素,具有高精度、高响应、功率利用率大的特点。结构上采用旁置式以降低高度与机械本体做成一体;同时在各种可能出现振动的地方引入隔振措施;控制上实现了集中控制,将液压站所有的可控量都引到控制柜的泵控单元进行集中监测和控制。(3)电液负载模拟器试验系统的控制系统硬件设计:以工控机和A/D,D/A模块为核心,集成了控制、配电、泵控、数字四个处理不同类型,不同功能信号的单元。四个单元由工控机统一分配工作。(4)电液负载模拟器的控制算法研究、仿真与试验:本文通过理论推导和仿真提出了一种力前馈补偿的控制算法,并利用该方法设计了本课题负载模拟器的参数模型控制器。最后编制算法程序通过实验验证了力前馈补偿方法的有效性。
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