机械加载系统

机械加载系统

一.  综述 

   试验技术是目前产品研制过程的重点技术关注对象。从研制立项之初的桌面级应用需求到样机乃至产品的鉴定和交付试验,先进可靠的试验技术和装备可以大大降低承制单位的人力物力成本,并切实提高装备的质量。


    从实现途径分,试验技术可分为数字级、信号级、功率级和机械级四个层次。数字级表示在桌面应用中通过软件和算法表达系统,并通过数学仿真检验设计正确性;而信号级则在弱电信号层面建立系统硬件架构,仿真件和真件联合试验,通过实时环境验证真件性能或仿真算法的正确性;在信号级应用基础上实现对功率设备(如电源、大功率用电设备)的仿真或测试能力就构成了功率级应用,在这一等级上已经初步实现了装备系统中涉电设备的全面测试验证;而最后一个层次机械级则是实现了对装备系统中机电液作动部件的真实模拟或真实载荷模拟。这一层次是装备系统功能性能指标的直接验证手段,实现真实的机械级模拟意味着装备就可以以逼近实际工作环境的条件进行验证性试验,从而得到对装备的高置信度评价数据。而这一类试验方法也是较复杂的,需要前三个层次工作的有机结合,并需要大量的真实装备工作数据的积累。


    目前品创公司已经掌握了此类试验装备研制的核心技术,即:

    ● 基于电、液、气作动器设备的力载荷模拟方法;

    ● 使用嵌入式控制器进行试验设备的实时控制,并通过现代控制理论算法有效消除多余力干扰;

    ● 经验证有效的集成调试技术,能保障同类产品设备的出厂一致性。


    同时,机械级力载荷模拟基于传统的机电液一体化技术应用,适用面宽泛,属于基础技术范畴。目前公司典型的市场方向包括:


    a)力加载模拟

    对应于装备中电液作动器的带载荷测试试验,如舵机、踏板、起落架等执行机构在试验室范围内的半实物仿真试验。试验设备通过电机、液压缸等加力装置实现被试件的力载荷真实模拟(如舵机在空中的气动载荷),并可实现随动控制(称之为被动加载);


典型机电加载系统结构示意图

典型机电加载系统结构示意图


典型加载技术原理模型

典型加载技术原理模型


    b)负荷模拟

    另一类比较典型的机械级力载荷模拟技术应用发生在人感操纵负荷模拟上,也就是通过试验装置真实模拟物理世界人体触觉(主要是力反馈效应)。其技术原理类同于a)节的力加载,不同之处在于加载对象是人体或其他作动机构的操纵者。公司目前已掌握常规作用力分析方法和机构运动学建模,在真实测试数据驱动下可以有效模拟人体触感和载荷谱回放。典型应用如飞行器模拟训练器或工程模拟器的操纵负荷模拟。



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