[发明专利]一种抗干扰力矩模拟器

摘要

一种抗干扰力矩模拟器，涉及一种地面试验中用于模拟发动机主泵力矩的方法，其特征在于，包括数据控制采集模块、磁滞放大器、磁滞制动器、扭矩传感器、角度传感器、频率电压转换模块和信号调理模块，本抗干扰力矩模拟器采用磁滞放大器和磁滞制动器的组合作为力矩信号的产生方式，它的响应时间快，并且控制量与力矩信号之间有很好的线性关系，控制精度高，并且在设计中提高了抗干扰能力。

主权项

一种抗干扰力矩模拟器，其特征在于，包括数据控制采集模块、磁滞放大器、磁滞制动器、扭矩传感器、角度传感器、频率电压转换模块和信号调理模块，数据控制采集模块：具备输出控制信号、输入采集信号、存储试验数据并与外部进行数据交互的功能，数据控制采集模块输出电压范围‑5V～+5V，输入电压范围‑5V～+5V，采样率10kHz；磁滞放大器：用来调整磁滞制动器的力矩大小，将输入的电压量转换为电流输出，并通过驱动线路改变电流量，使磁滞制动器不再有残磁的现象，输入信号范围：直流电压（0～10）V，输出信号范围：直流电流（0～3）A；磁滞制动器：利用磁滞原理，通过控制输入的激磁电流，产生一定的力矩物理信号；扭矩传感器：将力矩物理信号转换频率方波信号输出，频率信号在传输过程中抗干扰能力强，扭矩输入范围：（‑3～+3）Nm，输出信号为频率方波信号，幅值为5V；角度传感器：角度传感器与磁滞制动器同轴安装，测量磁滞器转轴的旋转角度。输出信号范围为‑5V～+5V；频率电压转换模块：将频率方波信号转换为电压信号，输入进行了光电隔离；信号调理模块：将力矩信号经过放大及滤波的操作转换成采集设备能够识别的标准范围电压信号，对于幅值较小的信号，经过信号调理模块内部集成的放大器以相应放大倍数将信号放大到数据控制采集模块能够识别的范围；对于信号中的干扰，经过信号调理模块内部集成的滤波器进行滤波操作，以提高系统的抗干扰能力及可靠性；数据控制采集模块根据发动机主泵力矩特性将控制信号发送给磁滞放大器，磁滞放大器将数据控制采集模块发来的电压控制信号转换为无残磁的电流控制信号发送给磁滞制动器，磁滞制动器根据磁滞放大器输入的激磁电流线性地产生力矩，利用扭矩传感器测量磁滞制动器产生的力矩值并输出抗干扰能力强的频率方波信号，频率电压转换模块将扭矩传感器产生的频率方波信号转换成电压信号，信号调理模块将频率电压转换模块转换后的电压信号通过放大器放大及滤波器滤波后转换为可采集的标准信号范围，并将角度传感器信号进行滤波操作，经信号调理模块调理后的力矩信号和角度信号发送给数据控制采集模块，数据控制采集模块根据当前采集到的力矩信号和角度信号以及发动机主泵力矩特性调整控制输出值，形成闭环控制，以保证较高的力矩模拟精度并提高抗干扰性。