伺服機構負載模擬系統設計與動態特性分析

張 朋 付永領 郭彥青 祁曉野

(北京航空航天大學 機械工程及自動化學院，北京100191)

伺服機構是火箭運行姿態控制的執行裝置.為了滿足伺服機構的研制與生產的需要，負載模擬系統的研制至關重要，它可以被用來模擬火箭飛行過程中伺服機構的負載情況，主要包括慣性負載、彈性負載、摩擦負載和常值力矩［1-6］.

伺服機構地面負載模擬器發展至今，按加載方式不同分為電動加載、液壓加載和機械加載［1］.電動式負載模擬器結構簡單，對小力矩信號跟蹤能力強;液壓加載負載模擬器具有加載力矩大、體積小、調整靈活等優點，但其加載過程中存在多余力現象［7-10］，目前，關于這類負載模擬器的研制更多的也是關注于多余力的消除控制算法的研究上;機械式負載模擬器加載精度較高，加載方式簡單，沒有多余力，但以往此類模擬器模擬的伺服機構負載特征較固定，負載調整靈活性差，且對于發動機噴管的柔性特性模擬不足.

針對伺服機構負載地面模擬，本文提出了一種結構簡單、操作方便、模擬負載調整靈活，可以實時監測摩擦力矩以及彈性力矩負載大小，同時能模擬伺服機構負載多自由度特性的機械式負載模擬系統.通過對模擬器中的負載在一定范圍內的調整，可以較準確地復現伺服機構實際工作過程中的動態特性.

1 模擬對象

伺服機構用于推動火箭發動機噴管擺動，噴管鉸接于安裝座，并由一些具有彈性的元件支撐，簡……