电动舵机液压伺服加载系统设计与研究

摘要

电动舵机（Electro-Mechanical Actuator, EMA）是关系到飞行器飞行性能的关键执行部件，电动舵机液压伺服加载系统是在实验室条件下对电动舵机进行测试的主要设备，用于测试电动舵机的性能、功能和可靠性，为电动舵机的设计与改进提供重要依据，对于提高飞行器的安全性具有重要意义。
　　本研究首先在查阅大量前人相关研究成果资料并进行论证的基础上，根据本加载系统的功能与设计参数，确定了电动舵机液压伺服加载测试系统的总体方案。其次，完成了加载试验台液压系统、机械结构和控制系统的详细设计。利用ANSYS对加载试验台的关键部件进行有限元静力分析，分析结果表明机械结构的强度和刚度达到设计要求；完成了对控制系统件平台搭建与软件设计，采用PCI-8136的定时器提高了闭环控制的实时性，采用滑动平均法实现了对高频干扰的滤波处理。随后，建立了电动舵机液压伺服加载系统的AMESim仿真模型，分析了不同控制器参数对加载系统动态特性的影响，运用遗传算法优化加载系统控制器参数。建立了加载系统的数学模型，对系统的动态特性仿真分析表明系统-3dB幅频宽为10.2Hz，达到了设计要求。运用模糊PID自整定控制策略提高了系统的控制性能。最后，搭建了电动舵机加载试验平台，利用该试验平台在不同的载荷下对电动舵机进行了动态加载试验，试验结果表明加载力的最大相对误差在2％以内，达到了设计要求。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2液压伺服加载系统国内外研究现状及发展趋势

1.3本课题研究的主要内容

第二章 电动舵机液压伺服加载系统设计

2.1电动舵机液压伺服加载系统的功能与设计参数

2.2电动舵机液压伺服加载试验台液压系统设计

2.3电动舵机加载试验台机械结构设计

2.4电动舵机加载试验台控制系统设计

2.5本章小结

第三章 电动舵机液压伺服加载系统仿真分析

3.1电动舵机加载试验台液压伺服系统AMESim仿真验证

3.2电动舵机液压伺服加载系统的数学建模与控制策略研究

3.3本章小结

第四章 电动舵机液压伺服加载系统试验研究

4.1试验平台的构成

4.2加载系统的调试与抗干扰措施

4.3加载系统的加载试验与结果分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 后续工作研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文