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舵机电动复合加载系统的研究与实现

朱水娟  
【摘要】: 舵机电动复合加载系统是在实验室条件下实现对导弹飞行过程中舵面所受负载的模拟,以完成飞行器的力矩和力加载,在半实物仿真条件下完成对舵机系统的性能测试。 本文的电动舵机复合加载系统采用上位机和下位机结合的方式,既可保证系统对实时数据的高精度采样与处理,又实现了在C++ Builder环境下的友好人机交互界面。 加载系统的下位机对舵机测试信号发生器与加载控制器进行单独设计,为减少信号间的相互干扰。测试信号发生器实现多路舵机的测试信号输出,而加载控制器则主要实现加载回路的力矩控制,使加载系统的输出力矩能够跟踪给定输入。选用TI公司的TMS320F2812DSP芯片为下位机的控制核心,详细介绍了测试信号发生器的以NCO(Numerical Controlled Oscillator)为基础的查表方法,实现多路不同形式与频率的高精度波形输出。 上位机系统基于C++ Builder软件进行开发设计,实现人机交互界面的各项功能,包括数据显示、数据库管理、上下位机通信等功能。 最后对电动加载系统进行了建模与仿真分析,以提前预知实物仿真台的工作特性。加载系统中的多余力对加载精度影响很大,论文采用了前馈补偿方法来抑制多余力矩。在加载回路采用PID控制策略,实现加载回路的输出实时跟踪给定命令。仿真结果表明,采用前馈补偿可从根本上减小外部位置干扰的影响。


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