CN104133391B - 一种双电机加载机构电动负载模拟器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双电机加载机构电动负载模拟器，本发明的目的是解决现有的电动负载模拟器存在的实用范围小、系统精度低的技术问题，本发明，包括控制器、两个电机驱动器、两个力矩电机、两个齿式离合器、扭矩合成装置、扭矩传感器和角度传感器，所述电机驱动器通过电缆与力矩电机的控制端连接，力矩电机的输出轴与齿式离合器输入端连接，齿式离合器输出端与扭矩合成装置的一个输入轴连接；所述的扭矩传感器、角度传感器设在扭矩合成装置输出轴上，控制器分别与两个电机驱动器、两个齿式离合器、扭矩传感器和角度传感器电气连接。本发明具有能够有效的抑制多余力矩、并能够快速响应和能够配合多个输入装置实用的优点。
Description
技术领域
本发明属于模拟控制器技术领域，具体涉及一种双电机加载机构电动负载模拟器。
背景技术
电动负载模拟器是在实验室条件下模拟真实工况所受载荷，从而检测被测试系统的各项技术性能，将全实物的试验转化为实验室条件下的半实物仿真实验，具有可操作性强、无损害性、不受外界环境影响的优点，降低试验成本、缩短研制周期，提高实际系统可靠性和成功率，为新型产品的研制提供实验数据，为新技术的推广提供可靠的实验资料。随着电机性能的不断改善和提高，电动负载模拟器已经逐步成为中小型加载系统一个很好的选择。负载模拟器是典型的被动式力伺服系统，加载系统和被加载对象通过中间环节连接，在加载过程中必然会引入多余力矩，多余力矩的存在严重影响加载系统的动态精度。因而，克服多余力矩是负载模拟器设计的关键。针对多余力矩的抑制，目前的解决方案有两类：一类是结构补偿法是从系统的硬件入手，另一类是控制补偿法通过控制方法抑制多余力矩。一般设计的电动负载模拟器都是采用单电机作为驱动，加载设备与被测对象同轴联接。在单电机加载系统中，尽管这两类方案可以在很大程度上抑制多余力矩，但在系统启动和换向的过程中，多余力矩对加载系统的影响仍然较为严重。
发明内容
本发明的目的是解决现有的电动负载模拟器存在的实用范围小、系统精度低的技术问题，提供一种能够有效的抑制多余力矩并能够快速响应的双电机加载机构电动负载模拟器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种双电机加载机构电动负载模拟器，其中，包括控制器、两个电机驱动器、两个力矩电机、两个齿式离合器、扭矩合成装置、扭矩传感器和角度传感器，其中，所述的两个电机驱动器分别是第一个电机驱动器和第二个电机驱动器，所述的两个力矩电机分别为第一个力矩电机和第二个力矩电机,所述的两个齿式离合器分别为第一个齿式离合器和第二个齿式离合器，所述的第一个电机驱动器通过电缆与第一个力矩电机的控制端连接，第一个力矩电机的输出轴与第一个齿式离合器输入端连接，第一个齿式离合器输出端与扭矩合成装置的一个输入轴连接；所述的第二个电机驱动器通过电缆与第二个力矩电机的控制端连接，第二个力矩电机的输出轴与第二个齿式离合器输入端连接，第二个齿式离合器输出端与扭矩合成装置的另一个输入轴连接；所述的扭矩传感器、角度传感器设在扭矩合成装置输出轴上，控制器分别与两个电机驱动器、两个齿式离合器、扭矩传感器和角度传感器电气连接。
所述扭矩合成装置为一种双差速器扭矩合成同步驱动装置。
由于本发明采用了上述技术方案，解决了现有技术中的电动负载模拟器存在实用范围小，且在抑制多余力矩方面存在的不足导致系统精度低的技术问题，与背景技术相比，本发明具有能够有效的抑制多余力矩、并能够快速响应和能够配合多个输入装置实用的优点。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
如图1所示，本实施例中的双电机加载机构电动负载模拟器，其中，包括控制器1、两个电机驱动器2,5、两个力矩电机3,6、两个齿式离合器4,7、扭矩合成装置8、扭矩传感器9和角度传感器10，其中，所述的两个电机驱动器分别是第一个电机驱动器2和第二个电机驱动器5，所述的两个力矩电机分别为第一个力矩电机3和第二个力矩电机6,所述的两个齿式离合器分别为第一个齿式离合器4和第二个齿式离合器7，所述的第一个电机驱动器2通过电缆与第一个力矩电机3的控制端连接，第一个力矩电机3的输出轴与第一个齿式离合器输入4端连接，第一个齿式离合器4输出端与扭矩合成装置8的一个输入轴连接；所述的第二个电机驱动器5通过电缆与第二个力矩电机6的控制端连接，第二个力矩电机6的输出轴与第二个齿式离合器7输入端连接，第二个齿式离合器7输出端与扭矩合成装置8的另一个输入轴连接；所述的扭矩传感器9、角度传感器10设在扭矩合成装置8输出轴上，控制器1分别与两个电机驱动器2,5、两个齿式离合器4,7、扭矩传感器9和角度传感器10电气连接。所述扭矩合成装置8为一种双差速器扭矩合成同步驱动装置。
本发明的工作过程如下：
1、当加载信号小时，先用控制器1控制第一个力矩电机3来加载，第二个力矩电机6处于待命状态，则控制器1控制第一个齿式离合器4闭合，第二个齿式离合器7断开，此时加载系统所需要的转矩完全由第一个力矩电机3来提供。当需要改变加载方向时，控制器1控制第二个力矩电机6提前反向运行，控制器1控制断开第一个齿式离合器4，闭合第二个齿式离合器7，达到快速换向的目的，有效的抑制了多余力矩。此后，加载系统所需要的转矩由第二个力矩电机6来提供。若先使用第二个力矩电机6，原理和工作过程与先使用第一个力矩电机3相同。
2、当加载信号比较大时，需要第一个力矩电机3和第二个力矩电机6同时工作来提供足够大的加载扭矩时，可以通过控制器1来控制第一个力矩电机3和第二个力矩电机6的启动，同时通过控制器1来控制第一个齿式离合器4和第二个齿式离合器7使其处于闭合状态，使系统进行快速启动加载，这时加载系统所需要的扭矩是由第一个力矩电机1和第二个力矩电机2输出的扭矩通过扭矩合成装置8的叠加来提供，达到小电机产生大加载扭矩的效果。
3、当需要改变加载方向时，如果反向加载信号比较大时控制器1控制第一个力矩电机3和第二个力矩电机6同时反向运行，使系统进行快速反向加载；如果反向加载信号比较小时，控制器1控制第二个齿式离合器7断开，停止第二个力矩电机6的运行，同时保持第一个齿式离合器4闭合及第一个力矩电机3的反向运行完成反向加载。
Claims (2)
1.一种双电机加载机构电动负载模拟器，其特征在于：包括控制器、两个电机驱动器、两个力矩电机、两个齿式离合器、扭矩合成装置、扭矩传感器和角度传感器，其中，所述的两个电机驱动器分别是第一个电机驱动器和第二个电机驱动器，所述的两个力矩电机分别为第一个力矩电机和第二个力矩电机,所述的两个齿式离合器分别为第一个齿式离合器和第二个齿式离合器，所述的第一个电机驱动器通过电缆与第一个力矩电机的控制端连接，第一个力矩电机的输出轴与第一个齿式离合器输入端连接，第一个齿式离合器输出端与扭矩合成装置的一个输入轴连接；所述的第二个电机驱动器通过电缆与第二个力矩电机的控制端连接，第二个力矩电机的输出轴与第二个齿式离合器输入端连接，第二个齿式离合器输出端与扭矩合成装置的另一个输入轴连接；所述的扭矩传感器、角度传感器设在扭矩合成装置输出轴上，控制器分别与两个电机驱动器、两个齿式离合器、扭矩传感器和角度传感器电气连接。
2.根据权利要求1所述的双电机加载机构电动负载模拟器，其特征在于：所述扭矩合成装置为一种双差速器扭矩合成同步驱动装置。
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