电动负载模拟系统多余力矩抑制方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

电动负载模拟系统是负载模拟技术发展的新方向，电动负载模拟系统以扭矩形式为动力设备加载，通过对加载扭矩的实时控制实现负载模拟，由于加载系统的运动是被动的，但其扭矩是主动加载的，由于电机转子及传动轴等具有转动惯量，加载过程中会产生多余力，多余力的存在会严重影响加载系统的精度和动态品质，因此必须研究抑制多余力的方法。

本课题的主要研究内容为在电动负载模拟系统数学模型的基础上，对多余力的产生机理、特性及特点，然后应用控制理论研究多余力的抑制方法。

课题研究的目的是通过对电动负载系统扭矩控制系统适当的补偿和调整，消除加载过程中的多余力矩，研究成果对提高电动负载模拟系统的性能具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

近年来，国内外很多学者都对电动负载模拟系统的多余力矩问题进行了研究，发表的很多文献都研究分析了多余力的产生机理，并提出了各自不同的抑制多余力的方法。

目前国内外在实际工程中广泛应用控制补偿法来抑制多余力矩，基于控制补偿思想的各种控制方法主要有：基于直接多余力补偿的控制方法、基于前馈补偿原理的控制方法、基于扰动观测器补偿的控制方法、基于自适应控制理论的控制方法，随着近年来先进控制理论的发展，有很多新兴的控制方法被应用于电动负载模拟器的设计，如在非线性映射能力和自学习适应能力方面具有优势的神经网络控制，但由于神经网络结构复杂，该方法在实际工程中很少使用，还停留在理论仿真阶段，有待于进一步的研究探索。

3. 研究的基本内容与计划

课题的研究内容主要包括：电动负载模拟系统建模、多余力矩产生的机理分析、多余力矩抑制方法研究及仿真。

第1周-第2周，熟悉课题涉及的理论基础知识，并撰写开题报告，完成外文翻译。

第3周-第7周，建立电动负载模拟系统的数学模型及其matlab仿真模型第8周-第11周，电动负载模拟系统多余力矩抑制方法研究第12周-第16周，撰写毕业设计说明书、论文评阅和审查、论文答辩

4. 研究创新点

本课题以电动负载模拟器系统为背景，以电动负载模拟器系统数学模型为基础，对系统的多余力矩特性进行分析研究，特别针对电动负载模拟系统中普遍存在的多余力矩问题进行研究，分析电动负载模拟器系统多余力的产生机理、特性及特点，然后研究基于直接多余力补偿的控制方法的相关技术基础，提出一种可行的多余力矩消除方法，该研究对提高电动加载系统的性能具有推动作用。