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伺服作动器是模拟飞机起落架加载系统的重要装置,在航天航空、国防科技以及工业制造等方面,能够精准有效的进行力或力矩的加载试验是非常有必要的,本文提出了一套以永磁同步直线电机为加载电机、永磁同步旋转电机为承载电机,通过光栅尺及拉压力传感器、连接轴承及电动缸等元件组成的伺服作动器系统。本文首先设计了大推力永磁同步直线电机作为加载电机。通过有限元法进行电机设计与电磁场分析,从边端力与齿槽力两方面对定位力进行优化,设计了9极10槽永磁同步直线电机作为加载电机。根据指标要求得到直线电机主要尺寸,通过电磁仿真分析验证了设计的电机可以满足性能需求。本文对加载系统与承载系统两个方面分别进行具体的介绍,分析了加载系统中永磁同步直线电机、光栅尺、拉压力传感器和连接轴承的数学模型,以及承载系统中永磁同步旋转电机及电动缸的数学模型,得到了加载系统与承载系统的结构图。根据闭环控制策略搭建伺服作动器加载部分及承载部分的Simulink模型,将两者结合得到伺服作动器系统整体模型,并对此模型进行仿真,通过比较分析得到多余力的特性。由于多余力对系统力加载精度有很大的影响,本文介绍了结构不变性原理,分析采用承载系统控制信号来设计前馈控制器,以抑制多余力。与未加前馈控制时相比较,仿真结果表明所设计的前馈控制器能起到抑制多余力的效果。考虑到非线性因素的影响,本文将迭代学习控制应用于力加载系统,通过仿真分析验证了其在提高跟踪精度、提升系统性能方面的有效性,并尝试将迭代学习控制与前馈控制相结合,共同作用以进一步减少多余力。本文详细介绍了加载系统的驱动器、拉压力传感器、光栅尺以及承载系统的驱动器、电动缸等部分的具体型号及说明,对系统整体的电气连接及机械连接进行了详细阐述。并介绍了程序设计思路,编写上位机控制界面,通过搭建的实验台进行力的加载实验,对所得波形进行分析,验证了实验方案的正确性,证明了本文设计的实验台是可行的,可以有效实现力的加载并满足幅值及频率要求。