5。2 PID控制器的设计 32

结  论 36

致  谢 37

参 考 文 献 38

1 绪论

1。1 课题的研究背景及意义From+优|尔-论_文W网wWw.YouErw.com 加QQ752018.766

伴随着当代科学研究与时俱进的进步，许多控制方面的系统，比如：复杂零件的加工机床和飞机、武器的控制系统，全都要求满足快速响应、精度高、功率大等特点。在以往研究算法系统的过程中，得到的各种性能指标的参数仅仅反应的是系统空载情况，不能表示系统在工作时的真正性能。在实际工作情况中，变化的转动惯量、扰动力矩以及摩擦力矩会对系统的稳定性、追踪精度以及追踪速度产生一定影响。所以模拟变化的转动惯量、干扰力矩和摩擦力矩有助于提高伺服系统的使用价值。基于这点，研究伺服系统性能的工作已经从局部静态分析过渡到了动态系统分析的程度。

早期时，研究者只有通过现场实物实验才能有效测试飞行器的性能情况。这种研究方法需要大量的人力、物力和财力，造成严重的浪费，对于科学研究来说耗资巨大；加上在不同的条件和环境下，实际实验中采集得到的数据并不一定准确，得出的规律也没有普遍性。因此，这种方法对于科学研究者来说周期太长，投入太高，最后结果并不理想。而现阶段的负载模拟研究将早期的实物实验装换为在实验室对系统模型进行分析研究，简化了操作流程，削减了研究经费，缩短了研究时间，是研究领域的一大重要进步[1]。

模拟负载器主要用来模拟飞行装置的飞行情况，可以在实验室环境下模拟飞行器所受的真实载荷情况，该模拟器可以反复进行实验，极大促进了航天航空相关的科研。然而，由于模拟环境不能完全复现真实负载情况，所以伺服加载系统在实践中存在许多尚不完善的地方。其中，如何有效抑制多余力的产生，增加系统的精度是一个非常重要的问题。

在测试模拟负载器时，负载模拟器本身性能的好坏对实验最后的仿真以及测试具有重大影响。拥有优秀性能的模拟负载器具有保证系统精度的作用，研究模拟负载器拥有重大的实际意义。

1。2 国内外研究现状

1。2。1 机械加载系统

1。2。2 电液式加载系统

1。2。3 电动式加载系统

1。3 主要研究内容

 本文主要研究电动直线伺服加载系统。随着电动伺服系统的应用越来越广泛，为了满足直线伺服加载系统（比如航空、航天飞行器舵机）的需要，设计一套能够实现模拟直线传动机构电动负载的伺服加载系统。本项目的研究内容：

（1）在研究参考国内国外加载方式的基础上，确定电动加载作为加载方式。

（2）完成伺服加载系统的方案设计，包括系统的组成以及工作原理。

（3）完成伺服加载系统的试验台设计，完成机械结构的整体设计，包括元器件进行选型、连接件的设计以及支撑架的设计。

（4）完成伺服加载系统的建模，求出传递函数。论文网

（5）研究系统多余力的问题，提出抑制多余力的方法。

（6）分析伺服加载系统的控制方式，实现PID控制。

2 系统总体方案设计

2。1 系统技术要求

2。1。1 试验系统的性能

工程中系统的性能通常体现在三个部分：稳定性能、快速响应性能和控制精度[7]。

（1）系统的稳定性能好。当系统受到外部因素干扰时，系统可以在短时间内实现新的平衡或者恢复到原来的平衡。