【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于舵机加载测试领域，尤其涉及一种力矩和直线力通用加载测试机构及控制方法。
技术介绍
1、在研制新型号的导弹、飞机等飞行器的过程中，需要对飞行器的性能进行全面测试，以确保飞行器的性能严格达到指标要求。与传统的全实物实验相比，在实验室条件下模拟飞行器的空间环境，进行地面半实物仿真实验，所得实验数据可靠性更高且重复性好，可复现各种极端情况下飞行器的工作状况。在确保飞行器性能满足指标要求的同时，显著缩短研发周期，节约科研经费。因此，地面半实物仿真实验已成为各种飞行器研制过程中的必要步骤，受到广泛的重视。
2、舵机作为飞行器控制系统的执行机构，对飞行器整体性能有直接影响。为了在地面半实物仿真实验中模拟舵机在各种飞行条件下所受到的力矩作用，需要设计舵机力矩/力加载测试机构，来对飞行器的舵机轴进行力矩/力加载试验，模拟飞行过程中舵面所受到的各种力矩作用。高性能的力矩/力加载测试机构是保证地面半实物仿真实验可靠性和可信度的关键。
3、此外，现代飞行器上通常同时具有旋转舵机和直线舵机，在进行飞行器的地面半实物仿真实验时，同时需要进行力矩和力的加载测试。为降低试验测试成本，加载测试机构要求同时具备力矩加载和力加载的功能，现有加载测试机构功能单一，不能同时满足直线力和力矩的加载测试。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种力矩和直线力通用加载测试机构及控制方法，以解决现有舵机加载测试机构功能单一的问题。本专利技术所采用的技术方案如下：
2、一种力矩和
3、第一安装座、第二安装座和第三安装座依次从左到右固定在测试台上，试验舵机安装在第一安装座上，第一动态力矩传感器安装在第二安装座上，试验电机安装在第三安装座上，试验电机的输出端与第一动态力矩传感器的右端轴头相连；
4、进行力矩加载测试时，第一动态力矩传感器的左端轴头与转接轴的右端相连，试验舵机的输出端与转接轴的左端相连，所述pid控制器分别与试验电机和第一动态力矩传感器电连接；
5、进行直线力加载测试时，第一动态力矩传感器的左端轴头与滚珠丝杠机构的螺杆相连，试验舵机的输出端与第二动态力传感器的一端相连，第二动态力传感器的另一端与滚珠丝杠机构的螺套相连，所述pid控制器分别与试验电机和第二动态力矩传感器电连接。
6、进一步的，试验电机的输出端通过第一联轴器与第一动态力矩传感器的右端轴头相连。
7、进一步的，第一动态力矩传感器的左端轴头通过第二联轴器与转接轴的右端相连，或者第一动态力矩传感器的左端轴头通过第二联轴器与滚珠丝杠机构的螺杆相连。
8、进一步的，试验舵机的输出端通过第三联轴器与转接轴的左端相连，或者试验舵机的输出端通过第三联轴器与第二动态力传感器相连。
9、进一步的，第二动态力传感器为s型测力传感器。
10、进一步的，第一安装座、第二安装座和第三安装座分别与所述测试台可拆卸连接。
11、本专利技术还提供了一种力矩和直线力通用加载测试控制方法，依托于上述一种力矩和直线力通用加载测试机构实现，包括以下步骤：
12、步骤一、根据试验舵机的外形安装尺寸和安装高度定制第一安装座和第三联轴器；
13、步骤二、将试验电机、第一动态力矩传感器、第二安装座、第三安装座和第一联轴器按所述加载测试机构的连接方式固定在所述测试台上；
14、步骤三、根据加载测试需求选择加载构件，进行力矩加载测试时，第一动态力矩传感器的左端轴头与转接轴的右端相连，进行直线力加载测试时，第一动态力矩传感器的左端轴头与滚珠丝杠机构的螺杆相连，第二动态力传感器与滚珠丝杠机构的螺套相连；
15、步骤四、按所述加载测试机构的连接方式，将试验舵机、第一安装座和第三联轴器安装到所述测试台上，并将第三联轴器与第二动态力传感器或转接轴相连；
16、步骤五、将所述pid控制器与试验电机电连接，并将所述pid控制器与第一动态力矩传感器或第二动态力传感器电连接；
17、步骤六、启动试验电机和所述pid控制器，并根据加载测试需求选择启动第一动态力矩传感器或第二动态力传感器，进行力矩加载测试时，启动第一动态力矩传感器，进行直线力加载测试时，则启动第二动态力传感器；
18、步骤七、根据加载测试需求，选择所述pid控制器的加载模式为力矩加载模式或直线力加载模式；
19、步骤八、设定所述pid控制器的期望力矩；
20、步骤九、试验电机使用所述pid控制器调节后的电流运行，并产生控制力矩，同时试验舵机产生干扰力矩，所述控制力矩和所述干扰力矩的合力矩为输出力矩；
21、步骤十、第一动态力矩传感器或第二动态力传感器测量所述输出力矩，并将测量结果实时传输给所述pid控制器；
22、步骤十一、所述pid控制器根据第一动态力矩传感器或第二动态力传感器的测量结果以及期望力矩实时计算并调节试验电机新的输入电流；
23、步骤十二、重复步骤十至步骤十二，直到试验结束；
24、步骤十三、将所述pid控制器的期望力矩更改为零，使所述加载测试机构逐渐停止运行；
25、步骤十四、关闭试验电机和所述pid控制器，并关闭第一动态力矩传感器或第二动态力传感器；
26、步骤十五、将试验舵机、试验舵机安装座及第三联轴器拆下。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
28、1.本专利技术的目的是解决舵机负载模拟器成本高、所占空间大以及一台舵机加载测试试验台只能测试一种型号尺寸舵机的问题，根据加载测试需求选择试验电机和试验舵机之间的加载构件，可实现对直线舵机和旋转舵机两种舵机的加载测试，测试系统具有成本低、占用空间小、结构简单可靠、精度相对较高的特点。
29、2.通过pid控制器对试验电机输入电流进行实时调节，可精确控制本专利技术机构的输出力矩大小，使输出力矩线性达到期望力矩，测试精度高。
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1.一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：包括试验电机(1)、第一动态力矩传感器(4)、滚珠丝杠机构(7)、转接轴(8)、第二动态力传感器(9)、试验舵机(11)和PID控制器；
2.根据权利要求1所述的一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：试验电机(1)的输出端通过第一联轴器(3)与第一动态力矩传感器(4)的右端轴头相连。
3.根据权利要求2所述的一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：第一动态力矩传感器(4)的左端轴头通过第二联轴器(6)与转接轴(8)的右端相连，或者第一动态力矩传感器(4)的左端轴头通过第二联轴器(6)与滚珠丝杠机构(7)的螺杆相连。
4.根据权利要求3所述的一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：试验舵机(11)的输出端通过第三联轴器(10)与转接轴(8)的左端相连，或者试验舵机(11)的输出端通过第三联轴器(10)与第二动态力传感器(9)相连。
5.根据权利要求4所述的一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：第二动态力传感器(9)为S型测力传感器。
6.根据权利
7.一种力矩和直线力通用加载测试控制方法，依托于权利要求6所述的一种力矩和直线力通用加载测试机构实现，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：包括试验电机(1)、第一动态力矩传感器(4)、滚珠丝杠机构(7)、转接轴(8)、第二动态力传感器(9)、试验舵机(11)和pid控制器；
2.根据权利要求1所述的一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：试验电机(1)的输出端通过第一联轴器(3)与第一动态力矩传感器(4)的右端轴头相连。
3.根据权利要求2所述的一种力矩和直线力通用加载测试机构，其特征在于：第一动态力矩传感器(4)的左端轴头通过第二联轴器(6)与转接轴(8)的右端相连，或者第一动态力矩传感器(4)的左端轴头通过第二联轴器(6)与滚珠丝杠机构(7)的螺杆相连。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建锋，黎军，王成，王明辉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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