伺服機構性能綜合測試設備：快速、高效、高精度檢測，為伺服電動缸保駕護航

伺服電動缸

隨著電子及信息技術的高速發(fā)展，伺服控制技術也廣泛應用于國民經濟的許多領域，如工業(yè)機器人、電子制造、數控機床等，成為自動化的核心技術之一。

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圖1 國防裝備中的伺服系統（電動缸來源于網絡）

無論是空間用伺服機構還是地面裝備用伺服機構，都需要設計配套的專業(yè)測試系統對產品性能進行測試及評估，以驗證設計的指標、進行產品批產性能檢測，從而保障裝備的正常、安全運行。

在航空航天領域，伺服產品的定制化程度較高且技術要求高，常常具有“小批量”、“多批次”的特點，與伺服系統配套的地面測試設備往往也需要根據產品進行定制化專業(yè)設計，滿足裝備高精度、高性能、高可靠性的要求。近年來，航空航天領域裝備自動化、智能化的發(fā)展趨勢對伺服系統及其配套的測試設備提出了更高的要求。

鑒于此，北京新風航天裝備工藝研究所機電工程與控制研究室研制出模塊化、自動化的伺服測試設備，對航空航天裝備伺服系統性能進行快速、高效、高精度的檢測，為后續(xù)產品的快速設計、快速驗證以及戰(zhàn)場持續(xù)保障提供關鍵技術和核心裝備支撐。

1. 設備簡介 

本測試設備用于伺服機構及電機產品的綜合性能測試，包括機械性能測試（傳動精度、輸出軸力矩/轉速、效率等）、電性能測試（輸入/輸出電壓、電流、功率等）、模擬微重力下太陽翼轉動慣量測試，用于伺服機構及電機產品的設計指標性能標校以及出廠性能檢測，以滿足科研和生產任務對測試設備的需求。

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圖2 伺服機構性能綜合測試設備

2. 應用領域  

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圖3 測試設備應用領域及測試對象（部分電動缸來源于網絡）

3. 設備性能

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4. 產品特色                  

1）設備整體采用模塊化設計，各系統之間可獨立工作，可多場景下擴展使用，模塊化方便拆卸、儲存、運輸。

2）測試臺采用A、B雙軸系設計，有效兼容地面環(huán)境下高精度測試(A軸)以及模擬太空環(huán)境下(真空、高低溫)測試(B軸)。

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圖4 設備測試臺A、B雙軸系設計

3）控制系統配備高性能電機控制及驅動器，實現對航天級及商業(yè)步進電機、直流無刷/有刷電機、永磁同步電機的驅動和控制，同時支持電位計、霍爾、光電編碼器、磁編碼器、旋變等反饋接口。

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圖5 設備電氣控系統

4）采用電機對拖及算法控制測試，實現復雜工況下靜態(tài)和動態(tài)加載，全面覆蓋伺服機構實際工況，支持用戶編程開發(fā)及自定義測試。

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圖6 電機對拖及算法控制實現復雜工況靜態(tài)和動態(tài)加載測試

5）數據采集系統支持多通道模擬量及數字量的同步采集及數據分析。

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圖7 數據采集系統實現多通道模擬量及數字量的同步采集

6）支持模擬微重力環(huán)境下轉動慣量測試，采用六維力傳感器及控制計算機，快速實現測試件物理軸與設備轉軸重合，保證測試精度。

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圖8 地面模擬微重力轉動慣量測試裝置

7）軟件界面友好，測試數據圖、表同時顯示，便于觀察；具有數據自動存儲、復現及自動分析處理能力。

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圖9 上位機軟件主界面

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圖10 產品測試界面

5. 產品測試實況

對測試伺服機構進行產品的機械性能測試（傳動精度、輸出軸力矩/轉速、效率等），電性能測試（輸入/輸出電壓、電流、功率等），以及模擬微重力下太陽翼轉動慣量測試，完全滿足產品測試的指標要求和精度要求。

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圖11 伺服機構性能測試設備工作測試實況

專業(yè)的伺服機構性能綜合測試設備，為伺服系統進行上崗前最關鍵的一道“體檢”，從而為各類裝備的安全運行提供了可靠的技術保障。