一种抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法与流程

    技术2024-12-12  41


    本发明涉及航空中风洞试验。更具体地说,本发明涉及一种抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法。


    背景技术:

    1、在飞行器风洞试验中,需要使用运动装置模拟飞行器运动姿态或过程,对于一些运动装置,受使用环境条件限制,难以使用具有高扭矩低转速特性的力矩电机直接驱动,需要使用减速机、齿轮或者其组合放大力矩,受高速风洞试验段可用安装尺寸及最大扭矩载荷限制,也难以应用无间隙齿轮传动,造成运动装置存在间隙,影响力矩控制准确性。


    技术实现思路

    1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。

    2、为了实现本发明的这些目的和其它优点,提供了一种抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法,对俯仰和滚转两个自由度,设定每个自由度均具有2n台伺服电机,其特征在于,对任意自由度的伺服电机均按照以下方式进行工作:

    3、s1、将2n台伺服电机等分为a、b两组,且每组电机均工作于力矩控制模式;

    4、s2、选择正值差动量参考值mb;

    5、s3、设总输出力矩为ma,计算a组输出力矩mc、b组输出力矩md;

    6、s4、基于策略ⅰ控制a组每台伺服电机的输出力矩mex(x=1…n),基于策略ⅱ控制b组每台伺服电机的输出力矩mfx(x=1…n);

    7、策略ⅰ:若mc ≤ 0 或者 mc > mb×n,则a组中每台伺服电机mex = mc/n;

    8、否则,若存在整数m,且满足条件mb×(m-1) < mc ≤ mb×m,则对于第x台电机:

    9、如果x < m,则mex = mb;

    10、如果x = m,则mex = mc – mb×(m-1);

    11、如果x > m,则mex = 0;

    12、策略ⅱ:若md ≤ -mb×n或者md > 0,则b组每台伺服电机mfx = md/n;

    13、否则,若存在m为整数,且满足条件-mb×m< md ≤ -mb×(m-1),则对于第y台电机:

    14、如果 y< m,则mfx = -mb;

    15、如果y = m,则mfx = md + mb×(m-1);

    16、如果y > m,则mfx = 0;

    17、s5、重复s3-s4。

    18、优选的是,在s2中,mb的选取方式为:当a组电机轴锁定,且b组每台电机输出力矩为±mb时,本自由度内各处传动间隙能够克服摩擦从一侧移动到另一侧,则认为mb值的选择符合要求。

    19、优选的是,a组输出力矩mc的获取方式为:

    20、如果ma ≤ –mb×2n 或者 ma > mb×2n,则mc = ma/2,md = ma/2;

    21、如果mb×2n <ma ≤ 0,则mc = ma + mb×n,md = –mb×n;

    22、如果0 <ma ≤ mb×2n,则mc = mb×n,md = ma–mb×n。

    23、本发明至少包括以下有益效果:

    24、其一,本发明在多伺服电机力矩控制时,能抑制间隙造成的影响,提高定位精度;

    25、其二,本发明在多伺服电机力矩控制时,电机可利用全部驱动扭矩;

    26、其三,本发明在多伺服电机力矩控制时,减小换向冲击。

    27、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。



    技术特征:

    1.一种抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法,对俯仰和滚转两个自由度,设定每个自由度均具有2n台伺服电机,其特征在于,对任意自由度的伺服电机均按照以下方式进行工作:

    2.如权利要求1所述的抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法,其特征在于,在s2中,mb的选取方式为:当a组电机轴锁定,且b组每台电机输出力矩为±mb时,本自由度内各处传动间隙能够克服摩擦从一侧移动到另一侧,则认为mb值的选择符合要求。

    3.如权利要求1所述的抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法,其特征在于,a组输出力矩mc的获取方式为:


    技术总结
    本发明公开了一种抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法,属于航空技术领域中风洞试验技术领域,对俯仰和滚转两个自由度,设定每个自由度均具有2n台伺服电机,对任意自由度的伺服电机均按照以下方式进行工作:S1、将2n台伺服电机等分为A、B两组,且每组电机均工作于力矩控制模式;S2、选择正值差动量参考值Mb;S3、设总输出力矩为Ma,计算A组输出力矩Mc、B组输出力矩Md;S4、基于策略Ⅰ控制A组每台伺服电机的输出力矩Mex,基于策略Ⅱ控制B组每台伺服电机的输出力矩Mfx。本发明提供一种抑制高速风洞试验运动装置力矩控制间隙影响的方法,能在多伺服电机力矩控制时,抑制间隙造成的影响,提高定位精度。

    技术研发人员:杨海泳,马上,赵忠良,蒋明华,李乾,李浩,彭嘉玮,谢文勋,李玉平
    受保护的技术使用者:中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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