双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器

摘要

双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器，属于电液伺服控制及半实物仿真领域。解决了现有的电液负载模拟器加载过程中被测舵机主运动严重影响负载模拟器加载性能的问题即多余力矩问题。本发明不存在多余力矩，且能够实现正、负双向力矩加载，当被测舵机进行高频主运动时，该种双向摩擦加载式电液负载模拟器都能很容易获得更高精度地动态力矩加载，能够实现高精度的小幅值力矩加载，控制策略无需考虑多余力矩补偿问题，控制策略的复杂性得到降低，且更加通用可靠，由于采用电液伺服控制技术，系统结构紧凑，系统具有高精度、高动态、高频响的力矩加载性能。用于电液伺服控制及半实物仿真。

说明书

技术领域

本发明涉及一种双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器，属于电液伺服控制及半实 物仿真领域。

背景技术

在航空航天、武器装备等国防军事工业以及汽车工程、生物工程、建筑工程等民用工业 生产中，通常需要对产品的关键部件或系统在受到外部动力载荷时，测试其性能以保证所设 计产品的可靠性，并通过改进优化产品满足产品对性能的要求。多数动力负载一方面是随时 间、空间变化的任意力/力矩，其具有强烈的非控性，如飞行器舵机舵面所受的空气铰链动力 力矩等；另一方面，在真实环境中进行产品检测需要耗费大量的人力物力，有的甚至不可实 现，如地震波动载荷。这些原因导致并促进了地面半实物仿真技术的产生和发展。地面半实 物仿真技术具有良好的可控性、无破坏性、全天候以及操作简单方便、实验具有可重复性等 优点，其经济性是经典自破坏性实验所无法比拟的。为了实现在实验室条件下半实物的复现 被测对象在实际工作过程中所受的动力载荷，模拟被测对象在实际工作中所受动力载荷环境， 将经典的自破坏性实验转化为实验室条件下的预测研究，国内外相关专家学者及单位分别研 制出了各种型号的用于地面半实物仿真的负载模拟器样机或产品。

电液伺服控制系统以其控制精度高、较大的能量体积比、频率响应快等优点，被广泛用 于航空航天、工业自动化、机器人、机床等高精尖领域。电液负载模拟器主要用以模拟导弹、 战机等飞行器在飞行过程中，其舵机舵面所受的空气动力力矩载荷谱，从而实现在地面半实 物的测试飞行器舵机的性能，进而改进舵机系统，使舵机系统性能达到要求。随着对飞行器 性能要求的不断提高，要求电液负载模拟器具有加载精度高、频率响应快等性能特点。

传统电液负载模拟器在研制中一直存在很多技术难题没有解决：(1)多余力矩的存在严 重影响系统的控制性能的提高。被测舵机系统与负载模拟器系统近似刚性的连接在一起，当 舵机主动运动时，必然对负载模拟器系统产生强扰动，引起多余力矩，其数值和舵机的运动 状态有关。(2)难以实现高精度的动态加载。由于飞行器飞行过程中舵机舵面所受空气动力 力矩为任意的函数。要想精确地复现该函数，则要求负载模拟器系统为高阶无静差系统。但 多余力矩的存在及其微分特性使加载系统高阶无静差很难实现，尤其是当被测舵机系统运动 频率较高时。(3)难以保证小力矩加载性能。当小力矩加载时，多余力矩对系统的影响变得 相对显著，它使加载精度降低，加载灵敏度难以保证，甚至淹没加载信号，加之存在伺服阀 死区、压力波动等因素的影响，将使系统无法实现正常加载。(4)控制策略复杂。电液负载模 拟器的被加载对象是各种飞行器的舵机系统，不同型号的舵机可能会导致系统控制性能的变 化，尤其是引起多余力矩补偿控制环节参数的变化，因此要求控制系统具有一定的鲁棒性。 这就使系统的控制变得更加复杂和困难，控制策略通用性较差。

为了彻底消除负载模拟器的多余力矩，提高动态加载精度，实现精确地小力矩加载同时 获得简单的结构、较低的成本以及简单的控制策略，亟需提出新的电液负载模拟器，基于该 新的电液负载模拟器实现摩擦加载方法，使得该方法不存在由被测试舵机主运动产生的严重 干扰加载性能的多余力矩，且能够结合电液伺服控制技术，全面提高负载模拟器加载性能。

发明内容

本发明针对现有的电液负载模拟器加载过程中被测舵机主运动严重影响负载模拟器加载 性能的问题即多余力矩问题，发明了双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多 余力矩电液负载模拟器。

本发明所述的电液负载模拟器具有不受被测舵机主运动干扰无多余力矩、能够实现正/负 双向力矩加载、加载精度高、加载频带宽、加载控制策略通用可靠等优点，实现了动态动力 矩的主动加载。且该种摩擦加载式电液负载模拟器的提出顺应了导弹、战机等飞行器的机动 性能和控制精度性能要求的提高对负载模拟器加载性能要求提高的趋势，推动了国防事业前 进并能带来很好的经济性。

双摩擦盘加载机构，它包括A摩擦盘1、B摩擦盘2、滑键9和滑动盘14；

滑动盘14通过一个滑键9与主轴42连接，A摩擦盘1固定在滑动盘14的侧面上；A摩 擦盘1基于主轴42进行轴向滑动，同时向主轴42传递扭矩；A摩擦盘1的转速与被测舵机 108的摆动转速一致；B摩擦盘2与A摩擦盘1相对放置，且构成一个摩擦副。

采用双摩擦盘加载机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器，它包括工控机 101、A/D数据采集卡102、D/A转换电路103、伺服放大器104、DSP运动控制卡105、大伺 服阀106、码盘107、力矩传感器109、力矩电机110和负载模拟单元；

码盘107和大伺服阀106设置在被测舵机108上；被测舵机108通过力矩传感器109与 主轴42刚性连接；码盘107的信号输出端与A/D数据采集卡102的第一输入端相连，力矩 传感器109的信号输出端与A/D数据采集卡102的第二输入端相连，A/D数据采集卡102的 输出端与工控机101的信号反馈端相连；工控机101的指令输出端与D/A转换电路103的输 入端相连，D/A转换电路103的输出端与伺服放大器104的输入端相连，伺服放大器104的 给定角位移指令输出端与大伺服阀106指令输入端相连；伺服放大器104的给定力矩信号输 出端与伺服阀45的指令输入端相连；

负载模拟单元包括两个双摩擦盘加载机构111、止推轴承15、力传感器16、过渡板17、 弹簧24、三个液压缸27、液压缸盖板39、液压缸支座41和伺服阀45；

三个周向均布的液压缸27的两端对称分布两个双摩擦盘加载机构111；三个液压缸27 由伺服阀45驱动，使其按给定力矩信号连续切换的向液压缸27两端的双摩擦盘加载机构111 均匀施加推力，当正力矩加载时，三个液压缸27向远离被测舵机108一端的双摩擦盘加载机 构111施加推力，当负力矩加载时，三个液压缸27向靠近被测舵机108一端的双摩擦盘加载 机构111施加推力，其中所施加的推力由液压缸27通过弹簧24、过渡板17、力传感器16、 止推轴承15作用于双摩擦盘加载机构111。

负载模拟单元还包括第一大齿轮3、基座4、第一轴承5、第二轴承6、第一圆螺母7、 第三轴承8、第一止动垫圈10、第一轴承端盖11、第二轴承端盖19、第四轴承20、套筒21、 两个第一键22、第一小齿轮23、第一B传动轴25、第五轴承28、三个锥齿轮29、第六轴承 30、A传动轴31、第三轴承端盖32、轴承套筒33、三个第二键36、第二B传动轴37、第二 小齿轮38、第二大齿轮40、主轴42、出油口43、阀块44、进油口46；基座4包括上端基座 4-1、中间基座4-2和下端基座4-3，三者构成一体件；

一个锥齿轮29通过一个第二键36与A传动轴31连接；第一B传动轴25通过另一个第 二键36与第二个锥齿轮29连接；第一B传动轴25通过一个第一键22与第一小齿轮23连 接；第二B传动轴37通过第三个第二键36与第三个锥齿轮29连接；第二B传动轴37通过 另一个第一键22与第二小齿轮38连接；三个锥齿轮29构成锥齿轮系；

第一B传动轴25、第二B传动轴37分别通过一个第五轴承28固定在中间基座4-2上； A传动轴31通过第六轴承30和轴承套筒33及第三轴承端盖32固定在中间基座4-2上；

第一B传动轴25通过一个第四轴承20和一个套筒21固定在上端基座4-1上；第二B 传动轴37通过另一个第四轴承20和另一个套筒21固定在下端基座4-3上，且设置有第二轴 承端盖19；

力矩电机110拖动A传动轴31经过三个锥齿轮29组成的锥齿轮系及第一B传动轴25、 第二B传动轴37驱动第一小齿轮23、第二小齿轮38分别按相同的转速，相反的转动方向高 速转动；

液压缸支座41与上端基座4-1、下端基座4-3和中间基座4-2固定连接；主轴42穿过液 压缸支座41，主轴42通过一个第三轴承8及一个第一轴承端盖11与上端基座4-1固定，主 轴42通过另一个第三轴承8及一个第一轴承端盖11与下端基座4-3固定；

第一大齿轮3通过一个角接触轴承5、一个圆锥滚子轴承6与主轴42转动连接，并且通 过一个第一止动垫圈10和一个第一圆螺母7将第一大齿轮3轴向固定在主轴42上；

第二大齿轮40通过另一个角接触轴承5、另一个圆锥滚子轴承6与主轴42连接，并且 通过另一个第一止动垫圈10和另一个第一圆螺母7将第二大齿轮40轴向固定在主轴42上；

第一大齿轮3、第二大齿轮40分别由第一小齿轮23、第二小齿轮38通过啮合形式驱动， 在主轴42上转动；

伺服阀45固定在阀块44上，阀块44固定在液压缸支座41上；

三个液压缸27通过液压缸盖板39固定于液压缸支座41上；进油口46与液压泵站的高 压油输出端口连接，出油口43与液压泵站的回油端口连接；伺服阀45通过阀块44及液压缸 支座41内部的油路同步并联的控制三个液压缸27的活塞双向切换的移动；液压缸27两端对 称分布着两组双摩擦盘加载机构111；第一大齿轮3、第二大齿轮40的侧面分别通过螺栓固 定一个双摩擦盘加载机构111中的B摩擦盘2，两个B摩擦盘2的转速及转动方向分别与第 一大齿轮3、第二大齿轮40的一致。

本发明的有益效果是：本发明提出的一种双向摩擦加载式电液负载模拟器，被测试舵机 主运动不会对负载模拟器系统加载性能产生干扰，即该负载模拟器不存在严重影响力矩加载 性能的多余力矩，该负载模拟器能够实现正、负双向力矩加载。

由于不存在多余力矩，且能够实现正、负双向力矩加载，当被测舵机进行任意形式，尤 其是高频主运动时，相对于传统结构电液负载模拟器，该种双向摩擦加载式电液负载模拟器 都能很容易获得更高精度地动态力矩加载，能够实现高精度的小幅值力矩加载，控制策略无 需考虑多余力矩补偿问题，控制策略的复杂性得到降低，且更加通用可靠，由于采用电液伺 服控制技术，系统结构紧凑，系统具有高精度、高动态、高频响的力矩加载性能。一个双向 摩擦加载式电液负载模拟器能够适用于不同力矩加载工况下，而无需重新设计相应的控制器， 使该负载模拟器能够更容易、更广泛的得到应用。

附图说明

图1是一种双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器系统原理图；

图2是一种双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器力矩加载闭环控制框图；

图3是一种双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器模拟舵机角位移闭环控制框图；

图4是一种双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器结构图(俯视图)；

图5是一种双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器结构图(A-A剖视图)；

图6是一种双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器结构图(左视图)；

图7为实施方式一所述双摩擦盘加载结构的结构示意图；

图中，各个附图标记的含义：A摩擦盘1、B摩擦盘2、第一大齿轮3、基座4、角接触 轴承5、圆锥滚子轴承6、第一圆螺母7、第三轴承8、滑键9、第一止动垫圈10、第一轴承 端盖11、第一螺栓12、筋板13、滑动盘14、止推轴承15、力传感器16、过渡板17、第二 螺栓18、第二轴承端盖19、第四轴承20、套筒21、第一键22、第一小齿轮23、弹簧24、 第一B传动轴25、弹簧支座26、液压缸27、第五轴承28、锥齿轮29、第六轴承30、A传动 轴31、第三轴承端盖32、轴承套筒33、第二止动垫圈34、第二圆螺母35、第二键36、第二 B传动轴37、第二小齿轮38、液压缸盖板39、第二大齿轮40、液压缸支座41、主轴42、出 油口43、阀块44、伺服阀45、进油口46、上端基座4-1、中间基座4-2、下端基座4-3。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1和图7说明本实施方式，本实施方式所述的双摩擦盘加载机 构，它包括A摩擦盘1、B摩擦盘2、滑键9和滑动盘14；

滑动盘14通过一个滑键9与主轴42连接，A摩擦盘1固定在滑动盘14的侧面上；A摩 擦盘1基于主轴42进行轴向滑动，同时向主轴42传递扭矩；A摩擦盘1的转速与被测舵机 108的摆动转速一致；B摩擦盘2与A摩擦盘1相对放置，且构成一个摩擦副。

具体实施方式二、采用实施方式一所述的双摩擦盘加载机构的双向摩擦加载式无多余 力矩电液负载模拟器，它包括工控机101、A/D数据采集卡102、D/A转换电路103、伺服放 大器104、DSP运动控制卡105、大伺服阀106、码盘107、力矩传感器109、力矩电机110 和负载模拟单元；

码盘107和大伺服阀106设置在被测舵机108上；被测舵机108通过力矩传感器109与 主轴42刚性连接；码盘107的信号输出端与A/D数据采集卡102的第一输入端相连，力矩 传感器109的信号输出端与A/D数据采集卡102的第二输入端相连，A/D数据采集卡102的 输出端与工控机101的信号反馈端相连；工控机101的指令输出端与D/A转换电路103的输 入端相连，D/A转换电路103的输出端与伺服放大器104的输入端相连，伺服放大器104的 给定角位移指令输出端与大伺服阀106指令输入端相连；伺服放大器104的给定力矩信号输 出端与伺服阀45的指令输入端相连；

工控机101通过控制DSP运动卡105来控制力矩电机110按指定的形式转动。

工控机101可以通过网线或是RS232接口与DSP运动控制卡105连接，力矩电机110 与DSP运动控制卡105的关系是DSP运动控制卡会向电机提供驱动电压，力矩电机110向 DSP运动控制卡反馈自己的转速等信号。

负载模拟单元包括两个双摩擦盘加载机构111、止推轴承15、力传感器16、过渡板17、 弹簧24、三个液压缸27、液压缸盖板39、液压缸支座41和伺服阀45；

三个周向均布的液压缸27的两端对称分布两个双摩擦盘加载机构111；三个液压缸27 由伺服阀45驱动，使其按给定力矩信号连续切换的向液压缸27两端的双摩擦盘加载机构111 均匀施加推力，当正力矩加载时，三个液压缸27向远离被测舵机108一端的双摩擦盘加载机 构111施加推力，当负力矩加载时，三个液压缸27向靠近被测舵机108一端的双摩擦盘加载 机构111施加推力，其中所施加的推力由液压缸27通过弹簧24、过渡板17、力传感器16、 止推轴承15作用于双摩擦盘加载机构111。

本实施方式中，结合实施方式一所述的双摩擦盘加载机构，制成的双向摩擦加载式无多 余力矩电液负载模拟器，在紧凑的结构尺寸下，能够实现高精度的小幅值力矩加载，在使用 控制策略时无需考虑多余力矩补偿问题，控制策略的复杂性得到降低，且更加通用可靠。由 于采用电液伺服控制技术，系统结构紧凑，系统具有高精度、高动态、高频响的力矩加载性 能，一个双向摩擦加载式电液负载模拟器能够适用于不同力矩加载工况下，而无需重新设计 相应的控制器，使该负载模拟器能够更容易、更广泛的得到应用。

由于B摩擦盘、A摩擦盘1间有相对转动及摩擦，根据摩擦力的产生原理即：

f＝F·μ(1)

式中：f——摩擦力(N)；

F——摩擦盘A、B间所受的液压缸施加的推力(N)；

μ——摩擦盘A、B间的摩擦系数。

B摩擦盘2、A摩擦盘1间的接触面积为圆环形，加载时可认为液压缸27施加的推力F 及产生的相应摩擦力f均布在圆环形面积上，则由微积分知识易得出摩擦力f经过摩擦盘转 化的扭矩T为：

$T={\int }_{a/2}^{b/2}\frac{8r^{2}f}{b^2-a^2}\mathrm{dr}---\left(2\right)$

式中：f——摩擦力(N)；

b——摩擦盘A、B间接触环外径(m)；

a——摩擦盘A、B间接触环内径(m)。

由上可知，由于液压缸27两端的由A摩擦盘1与B摩擦盘2组成的摩擦副间存在摩擦， 液压缸27两端的摩擦副有方向相反的相对转动由于B摩擦盘2的转速高于A摩擦盘1的最 高摆动转速，因此作用在液压缸27两端摩擦副上的推力F将被转化为力矩T，而且分别由液 压缸27两端的摩擦副产生的力矩的方向相反。

由于液压缸27两端的A摩擦盘1分别固定在一个滑动盘14上，两个滑动盘14分别通 过一个滑键9与主轴42连接，A摩擦盘1与液压缸27通过止推轴承15过渡，B摩擦盘2的 转速高于A摩擦盘1的最高摆动转速，这样被测舵机108的主运动将不会干扰液压缸27连 续切换的对两个A摩擦盘1施加推力，被测舵机108的主运动也不会对产生的力矩T产生干 扰，即该负载模拟器不存在由被测舵机108的主运动产生的多余力矩。

液压缸27两端的B摩擦盘2、A摩擦盘1间产生的力矩T将通过如前所述的滑键9连接 通过主轴42传递给被测舵机108，从而实现对被测舵机108的双向力矩加载。产生的扭矩T 由力矩传感器109测量并通过A/D数据采集卡102反馈给工控机101。

实时控制软件将利用给定的期望力矩矩信号及反馈的系统实际输出力矩信号等根据所设 计的控制器计算出力矩控制信号，并通过D/A转换电路103、伺服放大器104将计算出的力 矩控制信号传给伺服阀45以驱动液压缸27连续切换的向液压缸27两端的由A摩擦盘1及B 摩擦盘2组成的摩擦副分别施加轴向推力F当模拟正力矩时，液压缸27向远离被测舵机108 一端的摩擦副施加推力，当模拟负力矩时，液压缸27向靠近被测舵机108一端的摩擦副施加 推力。进而在液压缸27两端的摩擦副的相对转动及摩擦作用下产生相应的力矩T，这样就形 成了力矩加载闭环控制系统，其控制框图如图2所示。

被测试舵机系统108一般也是闭环伺服控制。如图1所示，模拟舵机系统108输出的角 位移由码盘107测量并通过A/D数据采集卡102反馈给工控机101，实时控制软件将利用给 定的期望角位移信号与反馈的角位移信号根据所设计的控制器计算出控制信号并通过D/A转 换电路103、伺服放大器104传给大伺服阀106以驱动摆动液压马达舵机108转动，这样就 形成了模拟舵机系统的角位移闭环控制，其控制框图如图3所示。

具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式二所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，负载模拟单元还包括第一大齿轮3、 基座4、第一轴承5、第二轴承6、第一圆螺母7、第三轴承8、第一止动垫圈10、第一轴承 端盖11、第二轴承端盖19、第四轴承20、套筒21、两个第一键22、第一小齿轮23、第一B 传动轴25、第五轴承28、三个锥齿轮29、第六轴承30、A传动轴31、第三轴承端盖32、轴 承套筒33、三个第二键36、第二B传动轴37、第二小齿轮38、第二大齿轮40、主轴42、 出油口43、阀块44、进油口46；基座4包括上端基座4-1、中间基座4-2和下端基座4-3， 三者构成一体件；

一个锥齿轮29通过一个第二键36与A传动轴31连接；第一B传动轴25通过另一个第 二键36与第二个锥齿轮29连接；第一B传动轴25通过一个第一键22与第一小齿轮23连 接；第二B传动轴37通过第三个第二键36与第三个锥齿轮29连接；第二B传动轴37通过 另一个第一键22与第二小齿轮38连接；三个锥齿轮29构成锥齿轮系；

第一B传动轴25、第二B传动轴37分别通过一个第五轴承28固定在中间基座4-2上； A传动轴31通过第六轴承30和轴承套筒33及第三轴承端盖32固定在中间基座4-2上；

第一B传动轴25通过一个第四轴承20和一个套筒21固定在上端基座4-1上；第二B 传动轴37通过另一个第四轴承20和另一个套筒21固定在下端基座4-3上，且设置有第二轴 承端盖19；

力矩电机110拖动A传动轴31经过三个锥齿轮29组成的锥齿轮系及第一B传动轴25、 第二B传动轴37驱动第一小齿轮23、第二小齿轮38分别按相同的转速，相反的转动方向高 速转动；

液压缸支座41与上端基座4-1、下端基座4-3和中间基座4-2固定连接；主轴42穿过液 压缸支座41，主轴42通过一个第三轴承8及一个第一轴承端盖11与上端基座4-1固定，主 轴42通过另一个第三轴承8及一个第一轴承端盖11与下端基座4-3固定；

第一大齿轮3通过一个角接触轴承5、一个圆锥滚子轴承6与主轴42转动连接，并且通 过一个第一止动垫圈10和一个第一圆螺母7将第一大齿轮3轴向固定在主轴42上；

第二大齿轮40通过另一个角接触轴承5、另一个圆锥滚子轴承6与主轴42连接，并且 通过另一个第一止动垫圈10和另一个第一圆螺母7将第二大齿轮40轴向固定在主轴42上；

第一大齿轮3、第二大齿轮40分别由第一小齿轮23、第二小齿轮38通过啮合形式驱动， 在主轴42上转动，由于第一小齿轮23、第二小齿轮38的转速相同，转动方向相反，则第一 大齿轮3、第二大齿轮40的转速相同，转动方向相反，两个大齿轮的转速始终高于被测舵机 108的最高摆动速度；

伺服阀45固定在阀块44上，阀块44固定在液压缸支座41上；

三个液压缸27通过液压缸盖板39固定于液压缸支座41上；进油口46与液压泵站的高 压油输出端口连接，出油口43与液压泵站的回油端口连接；伺服阀45通过阀块44及液压缸 支座41内部的油路同步并联的控制三个液压缸27的活塞双向切换的移动；液压缸27两端对 称分布着两组双摩擦盘加载机构111；第一大齿轮3、第二大齿轮40的侧面分别通过螺栓固 定一个双摩擦盘加载机构111中的B摩擦盘2，两个B摩擦盘2的转速及转动方向分别与第 一大齿轮3、第二大齿轮40的一致。

具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式三所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，它还包括第一螺栓12、筋板13、第 二螺栓18、弹簧支座26、第二止动垫圈34和第二圆螺母35；

第一螺栓12用于固定第一轴承端盖11；

筋板13与基座4焊接固定，用于加强支撑基座4；

第二螺栓18用于固定第二轴承端盖19；

弹簧支座26用于固定弹簧24；

第二止动垫圈34、第二圆螺母35用于分别将一个锥齿轮29轴向固定在第一B传动轴 25、第二B传动轴37及A传动轴31上。

具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式四所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，通过安装位移传感器、压力传感器 及力传感器分别实时测量液压缸27活塞的位移、液压缸27两腔的油压及液压缸27产生的轴 向推力，并通过A/D数据采集卡102将液压缸27活塞的位移、液压缸27两腔的油压及液压 缸27产生的轴向推力与系统产生的力矩一起反馈给工控机101。

本实施方式中，这样能够利用液压缸27活塞的位移、液压缸27两腔的油压及液压缸27 产生的轴向推力及系统输出力矩等信号设计出性能更高的控制器，从而使该双向摩擦加载式 电液负载模拟器的力矩加载性能进一步提高。

具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式四所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，力矩电机110或是其他驱动装置同 时驱动液压缸27两端的双摩擦盘加载机构111中的B摩擦盘2以高于被测试舵机108的最大 摆动转速的转速转动，液压缸27两端的双摩擦盘加载机构111中的B摩擦盘2的转速大小相 同，转动方向相反；当被测舵机108以任何形式运动时，液压缸27两端的双摩擦盘加载机构 111中的由A摩擦盘1与B摩擦盘2组成的摩擦副之间分别保持恒定方向的相对转动，液压 缸27两端的摩擦副的相对转动方向相反。

具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式四所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，液压缸27两端的双摩擦盘加载机构 111中的A摩擦盘1与三个周向均布的液压缸27间分别通过一个止推轴承15过渡，使得固 定在与主轴42通过滑键9连接的双摩擦盘加载机构111中的滑动盘14侧面上的A摩擦盘1 同被测试舵机108一同摆动时，摆动的A摩擦盘1与固定在液压缸支座41上静止的液压缸 27间的摩擦力矩很小，可以忽略不计，液压缸27向A摩擦盘1、B摩擦盘2间施加轴向推力 时不受舵机摆动干扰，液压缸27两端的A摩擦盘1除了分别与液压缸27两端的B摩擦盘2 产生摩擦力矩外不会与其他部件产生相应的干扰力矩。

具体实施方式八、本实施方式是对具体实施方式四所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，液压缸27两端的A摩擦盘1分别 通过滑动盘14与主轴42通过滑键9连接，从而保证液压缸27两端的A摩擦盘1能够无损 的传递液压缸27施加的轴向推力，保证液压缸27施加的推力无损失的作用于其中一个液压 缸27两端由双摩擦盘加载机构111中的B摩擦盘2、A摩擦盘1组成的摩擦副，此外滑键连 接能够将B摩擦盘2、A摩擦盘1间产生的摩擦力矩传递给主轴42，并最终作用在被测试舵 机108上。

具体实施方式九、本实施方式是对具体实施方式四所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，由于液压缸27两端的由A摩擦盘1 与B摩擦盘2组成的摩擦副之间分别保持恒定方向的相对转动，液压缸27两端的摩擦副的 相对转动方向相反，通过控制伺服阀45驱动液压缸27连续切换的分别向液压缸27两端的由 B摩擦盘2、A摩擦盘1组成的摩擦副间施加轴向推力；当模拟正力矩时，液压缸27向远离 被测舵机108一端的摩擦副施加推力；当模拟负力矩时，液压缸27向靠近被测舵机108一端 的摩擦副施加推力；完成所述的摩擦加载式电液负载模拟器的正、负双向力矩加载。

具体实施方式十、本实施方式是对具体实施方式四所述的采用双摩擦盘加载机构的双 向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，采用力矩电机110或其他可控驱动 马达同时驱动液压缸27两端的B摩擦盘2高速转动，实时控制力矩电机的转速，使液压缸 27两端由B摩擦盘2、A摩擦盘1组成的摩擦副在不同加载工况下分别获得最优的相对转速， 使力矩加载时B摩擦盘2、A摩擦盘1间产生的摩擦热、摩擦磨损最小，抑制B摩擦盘2、A 摩擦盘1间的摩擦冲击，使力矩加载更加平稳。

具体实施方式十一、本实施方式是对具体实施方式四所述的采用双摩擦盘加载机构 的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器的进一步说明，三个周向均匀分布的液压缸27 在电液流量伺服阀45的驱动下同时连续切换的分别给液压缸27两端的A摩擦盘1施加轴向 推力，使得所施加的推力能够均匀分布在B摩擦盘2与A摩擦盘1的接触面上，使力矩加载 更加平稳、更容易伺服控制，此外三个液压缸27同时加载时在获得相同输出力的条件下获得 更小的容积，使系统获得最大加载力矩又能保证系统具有足够大的响应频宽。