伺服电机负载模拟系统控制策略研究

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1、文参京万方数据)

2、p夕l硕士学位论文伺服电机负载模拟系统控制策略研究ResearchonControlStrategyofServoMotorLoadSimulator作者：赵莎导师：张金英北京交通大学2014年3月万方数据中图分类号：TP273UDC：621．3学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文伺服电机负载模拟系统控制策略研究ResearchonControlStrategyofServoMotorLoadSimulator作者姓名：赵莎学号：11121541导师姓名：张金英职称：高级工

3、程师学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：检测技术与自动化装置研究方向：机电系统信号检测与处理北京交通大学2014年3月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：站金葵签字日期：加件年乡月11日签字日期：≥p／q

4、-年岁月J7臼万方数据致谢本论文是在我的导师张金英老师的悉心指导下完成的，张老师在科研项目中表现出来的勤勤恳恳、认真负责、严谨实干的工作态度深深感染着我。在两年半的硕士学习期间，张老师为我营造了良好的学术环境和科研条件。为我提供了很多的机会能够亲身参与到实际项目的研究工作中，在实践中验证多年来积累的理论知识，培养了我的实干精神，提升了我的专业素质。张老师对我这样的培养方式不仅使我顺利地完成我的硕士论文，而且将对我今后的工作和学习产生巨大的影响。在此谨向辛勤培育我的敬爱的张老师表示最衷心的感谢和最崇高的敬意。李

5、长春教授和延皓老师对于我的科研工作和学位论文都给予了无私的指导和帮助，让我在的完成过程中少走了很多的弯路。在此对他们表示衷心的感谢和诚挚的敬意。感谢史红梅老师和霍凯老师对我论文修改提出的宝贵意见。感谢杨雪松博士、孙萌博士在论文撰写过程中给我提出的宝贵意见，同时感谢高峰师兄、孙会鹏师兄、李星师兄、潘磊师兄以及陈策、张锐、杨凤辉、宋佳、李磊、赵旭昌、谭启凡、赵英娜、王靖等同学在我论文中试验平台搭建过程中给予的热情的帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外要特别感谢我的亲人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的

6、学业，感谢他们多年来为我付出的一切。最后，向所有其他帮助过我的人士表示由衷的谢意!万方数据中文摘要摘要：电动负载模拟器以电动机作为加载执行元件，用于模拟舵机伺服机构在飞行过程中的负载特性，为伺服机构产品性能试验、寿命试验提供接近真实负载的动态加载试验条件。电动负载模拟器属于典型的被动式力矩控制系统，即加载电机在被动地跟随舵机运动的同时完成精确的力矩加载。舵机的主动运动会产生位置扰动力矩，位置扰动力矩的存在是影响加载系统不能复现给定载荷曲线的主要因素。本文以电动负载模拟器为研究对象，对如何抑制位置扰动力矩的关键

7、问题进行研究。论文首先建立了以永磁同步交流伺服电机为加载执行元件的电动加载系统的数学模型，仿真分析了舵机系统、加载系统以及位置扰动力矩的频域和时域特性。分析了位置扰动力矩的特点及产生机理，为提出扰动力矩补偿策略提供理论基础。提出了前馈补偿方法抑制位置扰动力矩，并分别讨论了以舵机伺服机构位移输出、加载电机角速度输出为补偿输入信号时的控制器设计方法，仿真结果表明前馈补偿在理论上能有效地补偿扰动力矩。针对实际应用中传感器采集信号的噪声问题，提出通过调节修正幅值系数和修正相位系数的位置指令信号前馈补偿方法。针对前馈补

8、偿鲁棒性和自适应能力差的问题，引入模糊PID控制，通过仿真，证明了其对位置扰动力矩抑制的有效性。最后，研究和开发了电动负载模拟系统的软硬件结构，通过实验的方法，证明了设计的合理性和前馈补偿抑制位置扰动的有效性。关键词：电动负载模拟器；位置扰动力矩；前馈补偿；位置指令信号；模糊PID分类号：TP273万方数据ABSTRACTABATRACTABSTRACT：ElectricloadsimulatorisusedtosimulatethelOadcharacteristicofrudder’Sservomecha

9、nismwhenaircraftsareinflight，whichisloadedbymotor．Itprovidesthedynamicloadingexperimentconditionoftherealloadobjectinproductperformanceacceptancetest，lifttest．Electricloadsimulatorisatypicalpassiveforc