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CN105865818A - 双通道直线舵机电动加载系统 - Google Patents

双通道直线舵机电动加载系统 Download PDF

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CN105865818A
CN105865818A CN201610194722.4A CN201610194722A CN105865818A CN 105865818 A CN105865818 A CN 105865818A CN 201610194722 A CN201610194722 A CN 201610194722A CN 105865818 A CN105865818 A CN 105865818A
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CN
China
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straight line
motor
linear
loading
steering wheel
Prior art date
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Pending
Application number
CN201610194722.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王志胜
刘昌权
孟凡亮
孙俊珍
陆剑雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201610194722.4A priority Critical patent/CN105865818A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双通道直线舵机电动加载系统，包括直线跟随电机、直线加载电机、力传感器、直线加载电机连接轴、工作台、直线舵机编码器、控制器等，直线跟随电机的定子设置在工作台上，直线跟随电机的转子(7)与直线加载电机的定子(9)固连，直线加载电机的转子(8)经直线加载电机连接轴(5)与力传感器(4)的一端相连，力传感器(4)的另一端与直线舵机输出轴(3)相连，直线舵机编码器安装在直线舵机上。本发明补偿和抑制直线舵机加载测试过程中产生的多余力，改善系统的动态性能，提高加载精度和范围。

Description

双通道直线舵机电动加载系统
技术领域
本发明属于电力测试技术领域，特别涉及了一种直线舵机电动加载系统。
背景技术
直线舵机是一种新型的功率电传作动器，通常作为执行机构用于飞行系统及飞行器上其他需要进行运动的场合中，为了保证直线舵机的研发质量，提高效率需对其进行产品性能测试。直线电动加载系统是在实验室环境下用来模拟直线舵系统在飞行过程中所受到气动载荷的半实物仿真设备，其性能的优劣直接影响着直线舵机性能测试实验的可靠性和可信度。在对直线舵机进行力加载测试过程中，直线舵机主动运动产生的多余力会严重影响加载系统对载荷谱的跟踪精度，故抑制和补偿系统中的多余力是电动加载系统需要解决的首要技术问题。
直线舵机运动与否使得电动加载系统存在两种工作模式，舵机进行主动运动时，电动加载系统处于动态加载模式下，此时电动加载系统中会有多余力产生，多余力的存在会严重影响加载系统的动态特性和加载精度，甚至会湮没加载系统的载荷谱信号，同时以往的电动加载系统往往采用单电机结构，即通过一个电机实现对舵机系统的运动跟踪与力加载的欠驱动系统，其加载精度低，很容易受到舵机扰动的影响，控制效果欠佳。
发明内容
为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种双通道直线舵机电动加载系统，补偿和抑制直线舵机加载测试过程中产生的多余力，改善系统的动态性能，提高加载精度和范围。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种双通道直线舵机电动加载系统，包括直线跟随电机、直线加载电机、力传感器、直线加载电机连接轴、工作台和控制器，所述直线跟随电机的定子设置在工作台上，直线跟随电机的转子与直线加载电机的定子固连，直线加载电机的转子经直线加载电机连接轴与力传感器的一端相连，力传感器的另一端与直线舵机输出轴相连，所述直线加载电机的转子依次通过直线加载电机连接轴和力传感器将力加载到直线舵机输出轴上，同时力传感器将加载的力信号传送给控制器，控制器根据接收到的力信号产生直线跟随电机和直线加载电机的控制信号。
采用上述技术方案带来的有益效果：
(1)本发明设计了一种双通道直线舵机电动加载系统，一个通道(跟随电机)用于对直线舵机进行运动跟踪，另一个通道(加载电机)则进行力加载，将控制系统变为全驱动系统，最后通过设计的机械结构与控制策略的相互配合，实现控制目标，在对直线舵机的加载测试中，该加载系统既不产生多余力，也能实现对任意力载荷的高精度跟踪；
(2)本发明结构简单，制造加工成本低，适于推广应用。
附图说明
图1是本发明的正视图。
图2是本发明的立体示意图。
图3是本发明的控制框图。
标号说明：1、工作台；2、直线舵机；3、直线舵机输出轴；4、力传感器；5、直线加载电机连接轴；6、直线跟随电机的定子；7、直线跟随电机的转子；8、直线加载电机的转子；9、直线加载电机的定子。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1和图2所示，一种双通道直线舵机电动加载系统，包括直线跟随电机、直线加载电机、力传感器4、直线加载电机连接轴5、工作台1、直线舵机编码器和控制器。直线跟随电机的定子6设置在工作台1上，直线跟随电机的转子7 与直线加载电机的定子9固连。直线加载电机的转子8经直线加载电机连接轴5与力传感器4的一端相连，力传感器的另一端与直线舵机输出轴3相连。直线舵机编码器安装在直线舵机2上。
如图3所示，当直线舵机2做直线运动时，由直线舵机编码器采集直线舵机的运动信号并传送给控制器，控制器根据运动信号控制直线跟随电机的转子7，实现对直线舵机2的速度跟随运动。同时，直线加载电机的转子8根据直线舵机2的力加载要求，通过直线加载电机输出轴5和力传感器4把力加载到直线舵机2输出轴3上，并通过力传感器4，实现对直线舵机力载荷跟踪的闭环控制。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双通道直线舵机电动加载系统，其特征在于：包括直线跟随电机、直线加载电机、力传感器(4)、直线加载电机连接轴(5)、工作台(1)、直线舵机编码器、控制器，所述直线跟随电机的定子(6)设置在工作台(1)上，直线跟随电机的转子(7)与直线加载电机的定子(9)固连，直线加载电机的转子(8)经直线加载电机连接轴(5)与力传感器(4)的一端相连，力传感器的另一端与直线舵机输出轴(3)相连，所述直线舵机编码器安装在直线舵机输出轴(3)上，直线舵机编码器采集直线舵机的运动信号并传送给控制器，控制器根据运动信号控制直线跟随电机的转子(7)，直线加载电机的转子(8)依次通过直线加载电机连接轴(5)和力传感器(4)将力加载到直线舵机输出轴(3)上，同时力传感器(4)将加载的力信号传送给控制器，控制器根据力信号控制直线加载电机的转子(8)。
2.根据权利要求1所述一种双通道直线舵机电动加载系统，其特征在于：该系统还包括设置在直线跟随电机转子(7)上的跟随电机编码器，所述跟随电机编码器采集直线跟随电机转子(7)的运动信号并反馈给控制器。
3.根据权利要求1所述一种双通道直线舵机电动加载系统，其特征在于：所述力传感器(4)的两端分别通过联轴器与直线加载电机连接轴(5)和力传感器(4)相连。
4.根据权利要求1所述一种双通道直线舵机电动加载系统，其特征在于：控制器采用STM32F4系列单片机控制。
5.根据权利要求1所述一种双通道直线舵机电动加载系统，其特征在于：直线跟随电机的类型为直流无刷电机，直线加载电机的类型为直流无刷电机。
6.根据权利要求1所述一种双通道直线舵机电动加载系统，其特征在于：编码器的型号为增量式编码器。
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