[发明专利]被动式多维力-力矩伺服加载平台控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种被动式多维力‑力矩伺服加载平台控制系统及其控制方法，属于试验与测试技术领域。包括被动式多维力‑力矩加载平台、控制单元、电气接口模块、伺服信号功放单元、位姿传感器和六维力传感器；控制单元连接电气接口模块，电气接口模块连接伺服信号功放单元，伺服信号功放单元连接被动式多维力‑力矩加载平台；位姿传感器固定安装在被动式多维力‑力矩加载平台上与电气接口模块电连接；六维力传感器与被加载对象固定连接，电气接口模块与电连接。本发明可以实现力矩电机在力‑力矩和位移控制条件下的动力加载试验，能够有效提高被动式多维力‑力矩加载平台和被测对象在试验过程中的安全性，降低测试和维护成本。

技术领域

本发明涉及一种伺服加载平台控制系统，具体讲是一种被动式多维力-力矩伺服加载平台控制系统及其控制方法，属于试验与测试技术领域。

背景技术

电动负载模拟器是航空航天产品在空间运动过程中机构所受外力的加载模拟装置，其功能是在实验室条件下模拟被测试产品在空间运动过程中所受到的机构载荷，从而测试产品驱动系统带载条件下的性能，是航空航天产品生产和研制过程中的必备设备。

现有的加载平台控制系统多大仅适应于单向力-力矩的加载控制，输入输出接口单一，可扩展性差，不能满足加载平台的控制需求。从力-力矩加载控制算法上来看，目前的力-力矩伺服加载控制方法大多仅限于单自由度、简单运动条件下的扭矩、径向力和轴向力的加载控制，无法适应各维加载力-力矩之间耦合性强的加载条件，制约试验过程中各类加载测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种能对复杂运动条件下被加载对象进行加载试验的被动式多维力-力矩伺服加载平台控制系统及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的被动式多维力-力矩伺服加载平台控制系统，包括被动式多维力-力矩加载平台、控制单元、电气接口模块、伺服信号功放单元、位姿传感器和六维力传感器；

所述控制单元连接电气接口模块，电气接口模块连接伺服信号功放单元，伺服信号功放单元连接被动式多维力-力矩加载平台；

所述位姿传感器固定安装在被动式多维力-力矩加载平台上，位姿传感器电连接电气接口模块，用于实时采集被动式多维力-力矩加载平台的位姿信号；

所述六维力传感器与被加载对象固定连接，六维力传感器电连接电气接口模块，用于实时采集被加载对象所受加载力-力矩信号；

所述被动式多维力-力矩加载平台刚性连接被加载对象，并根据控制指令对其进行加载；

所述控制单元用于向多功能控制接口模块发出控制指令，并经电气接口模块采集运动位姿信号和加载力-力矩信号进行处理；

所述电气接口模块用于将控制指令传输到伺服信号功放单元，并将运动位姿信号和加载力-力矩信号反馈至控制单元；

所述伺服信号功放单元用于向被动式多维力-力矩加载平台输出功率信号驱动其运行。

本发明中，所述控制单元经通信接口模块连接数据中心。

本发明还提供上述被动式多维力-力矩伺服加载平台控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1)、将被加载对象与被动式多维力-力矩加载平台进行刚性连接，启动被动式多维力-力矩加载平台控制系统；

2)、按照预定的工作模式，在控制单元中设置加载控制参数，确定加载模式，对各传感器信号清零处理；

3)、控制单元发出控制指令经伺服信号功放单元传递给被动式多维力-力矩加载平台对被加载对象进行加载；

4)、传感器实时采集运动位姿信号和加载力-力矩信号并通过多电气接口模块反馈至控制单元，控制单元进行信号处理后再发出控制指令对被加载对象完成伺服加载。