高速飞行器舵机负载力矩仿真技术研究

【摘要】：负载模拟器作为飞行器舵机进行地面性能测试及地面半实物仿真的重要设备，主要用来模拟舵机在飞行过程中所受到的各种负载力矩。近年来随着高速飞行器的不断涌现，飞行器的飞行速度越来越快，而其舵面的负载特性也相应的越来越复杂，因而研究高速飞行器的舵机负载模拟器技术具有重要的实际意义。本文将以高速飞行器舵机负载模拟技术研究为背景，详细分析高速下的舵机负载特性，设计相应的新型负载模拟器结构。同时，针对负载模拟器所特有的多余力矩抑制问题给出解决方案。 首先，将分析课题的研究背景及意义，分析有关负载模拟器的国内外研究现状，指出了负载模拟技术各个方面的研究成果及不足。 其次，在分析了舵面气动负载特性的基础上，提出研制具有弯扭联合加载功能的新型负载模拟器的必要性。给出舵机模型、转矩加载系统模型、弯矩加载系统模型、联合加载系统模型以及联合加载的耦合性分析，并给出联合加载系统的机械结构设计方案。最后，基于系统模型，给出舵机负载模拟器系统的惯量特性分析。 再次，针对负载模拟器特有的多余力矩抑制问题，在分析完多余力矩产生原因及特性的基础上，给出基于线性模型的舵机电流前馈补偿方案和基于非线性模型的RBF神经网络控制方案，并完成仿真分析。 最后，依据前述分析，研制具有弯矩转矩联合加载功能的负载模拟器。验证联合加载方案的可行性以及耦合效应的分析结果。