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原文传递一种直升机尾翼电驱动的工况试验装置及控制方法

专利名称：	一种直升机尾翼电驱动的工况试验装置及控制方法
摘要：	本发明公开了一种直升机尾翼电驱动的工况试验装置及控制方法，用电机减速器一体机作为被测机，通过轴向径向加载一体装置和伺服电机分别实现压力和扭矩载荷试验；轴向径向加载一体装置集成n个独立的加载气缸，轴向加载板通过加载板滑轮和弹簧与加载箱体装配。本发明能模拟出直升机尾翼电机的真实工作条件，从而增加实验可靠性，同时降低能耗，并提高自动化控制性能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥工业大学
发明人：	黄康;马超;赵韩;孙浩;杨磊
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910369978.8
公开号：	CN109941457A
代理机构：	安徽省合肥新安专利代理有限责任公司
代理人：	陆丽莉;何梅生
分类号：	B64F5/60(2017.01);B;B64;B64F;B64F5
申请人地址：	230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号
主权项：	1.一种直升机尾翼电驱动的工况试验装置，其特征是在电机减速器一体机(1)的输出轴上通过设置第一联轴器(2)与编码器(3)相连，所述编码器(3)通过阶梯轴(4)与所述轴向径向加载一体装置(5)相连；所述轴向径向加载一体装置(5)通过第二联轴器(6)与角度传感器(7)相连；所述角度传感器(7)通过轴(8)与扭矩传感器(9)相连；所述扭矩传感器(9)通过第三联轴器(10)与伺服电机(11)的输出轴相连；所述轴向径向加载一体装置(5)是在底座(18)上通过支架(14)设置有“L”型加载箱体(19)，在所述“L”型加载箱体(19)的轴向方向上设置有所述阶梯轴(4)；在所述阶梯轴(4)的轴线方向上呈圆周阵列排布设置有n个轴向加载气缸(20)；所述轴向加载气缸(20)的伸缩杆顺着所述加载箱体(19)指向轴向加载板(24)，且在所述轴向加载气缸(20)和轴向加载板(24)之间设置有n个轴向压力传感器(22)；所述轴向加载板(24)是设置在所述“L”型加载箱体(19)底部的横向板上，并通过在所述轴向加载板(24)的底部设置有加载板滑轮(28)与所述横向板上设置的两个平行滑槽相配合，且所述加载板滑轮(28)的两侧设置有滑槽弹簧(27)；所述滑槽弹簧(27)作用于所述横向板的侧壁上以固定所述轴向加载板(24)；在所述轴向加载板(24)的中间位置设置有通孔用于套装所述阶梯轴(4)；且所述通孔的外圈设置有与所述阶梯轴(4)形状相匹配的两个阶梯状的圆环；以所述两个阶梯状的圆环的外层大圆环作为所述轴向加载板(24)的加载端面；在所述轴向加载板(24)与所述阶梯轴(4)之间设置有角接触球轴承(26)，且所述角接触球轴承(26)的外圈与所述加载端面相接触；在所述角接触球轴承(26)的上表面设置径向压力板(25)，在所述径向压力板(25)的下表面设置有径向压力传感器，在所述轴向加载板(24)的顶部贯穿设置有径向加载气缸(23)，且所述径向加载气缸(23)的伸缩杆能在伸出时接触所述径向压力板(25)。 2.根据权利要求1所述的工况试验装置的控制方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、利用驱动器驱动所述电机减速器一体机(1)转动并带动所述编码器(3)转动，从而利用数据采集装置采集编码器(3)的传动信号并发送给被测机控制器；步骤2、由所述被测机控制器根据所述传动信号对所述电机减速器一体机(1)采用自适应鲁棒控制，并得到控制信号发送给所述驱动器，从而利用所述驱动器使电机减速器一体机(1)达到试验转速；步骤3、所述轴向径向加载一体装置(5)中的阶梯轴(4)与所述编码器(3)同轴转动，并在压力加载控制方法的控制下，使得所述轴向径向一体加载装置(5)中的压力信号达到试验所需；步骤4、所述角度传感器(7)和扭矩传感器(9)与所述轴向径向加载一体装置(5)同轴转动，从而利用数据采集装置采集所述角度传感器(7)的角度信号和扭矩传感器(9)的扭矩信号，并传递给PLC模块；步骤5、所述PLC模块对角度信号和扭矩信号进行模拟运算后得到电流信号，并传输给模糊PID控制器；步骤6、所述模糊PID控制器对电流信号进行模糊运算后得到控制信号，并传输给所述伺服电机(11)，从而使得所述伺服电机(11)达到试验所需扭矩。 3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征是，所述压力加载控制的控制方法是按如下步骤进行：步骤3.1、所述轴向压力传感器(22)检测所述轴向加载气缸(20)与轴向加载板(25)之间的轴向压力信号，所述径向压力传感器检测所述角接触球轴承(26)与径向加载板(25)之间的径向压力信号，并分别通过A/D转换器将压力信号转换为数字信号；步骤3.2、所述A/D转换器一方面将数字信号经过所述数据采集装置给PLC模块；另一方面将数字信号反馈给模糊PID控制器；步骤3.3、所述PLC模块对数字信号进行模拟运算得到位移信号，并传输给模糊PID控制器；步骤3.4、所述模糊PID控制器将所述位移信号与所述A/D转换器反馈的数字信号进行比拟运算得到控制信号后，通过D/A转换器将所述控制信号转换为位移控制信号，并传输给伺服放大器；步骤3.5、所述伺服放大器将位移控制信号放大后传递给伺服阀，从而驱动相应的轴向加载气缸(20)和径向加载气缸(23)运行，使得所述轴向径向加载一体装置(5)中的压力信号达到试验所需。
所属类别：	发明专利