用于伺服机构及电机产品的综合性能测试设备

系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化而实现自动控制，是航空航天领域（如航天装备飞行控制、火炮随动控制、船舰近程防御、雷达驱动控制）中重要的自动控制系统。

随着电子及信息技术的高速发展，伺服控制技术也广泛应用于国民经济的许多领域，如工业机器人、电子制造、数控机床等，成为自动化的核心技术之一。

无论是空间用伺服机构还是地面装备用伺服机构，都需要设计配套的专业测试系统对产品性能进行测试及评估，以验证设计的指标、进行产品批产性能检测，从而保障装备的正常、安全运行。

在航空航天领域，伺服产品的定制化程度较高且技术要求高，常常具有“小批量”、“多批次”的特点，与伺服系统配套的地面测试设备往往也需要根据产品进行定制化专业设计，满足装备高精度、高性能、高可靠性的要求。近年来，航空航天领域装备自动化、智能化的发展趋势对伺服系统及其配套的测试设备提出了更高的要求。

鉴于此，北京新风航天装备工艺研究所机电工程与控制研究室研制出模块化、自动化的伺服测试设备，对航空航天装备伺服系统性能进行快速、高效、高精度的检测，为后续产品的快速设计、快速验证以及战场持续保障提供关键技术和核心装备支撑。

1. 设备简介 

本测试设备用于伺服机构及电机产品的综合性能测试，包括机械性能测试（传动精度、输出轴力矩/转速、效率等）、电性能测试（输入/输出电压、电流、功率等）、模拟微重力下太阳翼转动惯量测试，用于伺服机构及电机产品的设计指标性能标校以及出厂性能检测，以满足科研和生产任务对测试设备的需求。

2. 应用领域  

 

图3 测试设备应用领域及测试对象

3. 设备性能

4. 产品特色

1）设备整体采用模块化设计，各系统之间可独立工作，可多场景下扩展使用，模块化方便拆卸、储存、运输。

2）测试台采用A、B双轴系设计，有效兼容地面环境下高精度测试(A轴)以及模拟太空环境下(真空、高低温)测试(B轴)。

图4 设备测试台A、B双轴系设计

3）控制系统配备高性能电机控制及驱动器，实现对航天级及商业步进电机、直流无刷/有刷电机、永磁同步电机的驱动和控制，同时支持电位计、霍尔、光电编码器、磁编码器、旋变等反馈接口。

图5 设备电气控系统

4）采用电机对拖及算法控制测试，实现复杂工况下静态和动态加载，全面覆盖伺服机构实际工况，支持用户编程开发及自定义测试。

图6 电机对拖及算法控制实现复杂工况静态和动态加载测试

5）数据采集系统支持多通道模拟量及数字量的同步采集及数据分析。

图7 数据采集系统实现多通道模拟量及数字量的同步采集

6）支持模拟微重力环境下转动惯量测试，采用六维力传感器及控制计算机，快速实现测试件物理轴与设备转轴重合，保证测试精度。

 

图8 地面模拟微重力转动惯量测试装置

7）软件界面友好，测试数据图、表同时显示，便于观察；具有数据自动存储、复现及自动分析处理能力。

图9 上位机软件主界面

图10 产品测试界面

5. 产品测试实况

对测试伺服机构进行产品的机械性能测试（传动精度、输出轴力矩/转速、效率等），电性能测试（输入/输出电压、电流、功率等），以及模拟微重力下太阳翼转动惯量测试，完全满足产品测试的指标要求和精度要求。

专业的伺服机构性能综合测试设备，为伺服系统进行上岗前最关键的一道“体检”，从而为各类装备的安全运行提供了可靠的技术保障。

审核编辑：郭婷