力矩控制系统设计

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目力矩控制系统设计专业学位类别工程硕士学号201550404005作者姓名杨二雷指导教师徐军教授分类号密级注1UDC学位论文力矩控制系统设计（题名和副题名）杨二雷（作者姓名）指导教师徐军教授电子科技大学成都彭碧玉研究员中国空间技术研究院西安分院西安（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称

2、电子与通信工程提交论文日期2018.3.16论文答辩日期2018.5.24学位授予单位和日期电子科技大学2018年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。TorquecontrolsystemdesignADoctoralDissertation(MasterThesisorMasterResearchReport)SubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MasterofEngineeri

3、ngAuthor:ErleiYangSupervisor:Prof.JunXuSchool:SchoolofPhysicalElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了

4、解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要在航天事业蓬勃发展的今天，大批量、高密度发射已经成为常态，空间飞行器功能也更加复杂，内部载荷设备越来越多，因此设备间连接射频电缆组件也越来越多，这些电缆组件在安装前，先必须利于矢量网络分析仪对其驻

5、波、插入损耗及群时延抖动等电性能进行测试。测试时，测试人员需要将电缆组件两端分别接入矢量网络分析仪两端，然后利于机械力矩扳手进行紧固，测试完成后进行拆卸。面对成百上千根电缆组件测试任务时，这种使用传统机械式力矩扳手就显得效率非常低下，因此必须设计一款电动力矩扳手来减轻操作者的劳动强度及提高劳动效率，而本课题制作的力矩控制系统，与结构设计人员一起最终完成产品的调试，并最终完成产品鉴定。力矩控制系统必须实现精准力矩控制（卫星用电缆组件有严苛的力矩要求）、实现电机正反转（测试时需要紧固和拆卸）等设计要素，利用直流电机输出电

6、流与力矩成正比的特性，对流经电机的电流进行采样，对采样到的电流进行处理、放大，再和阈值比对，如果到达阈值，控制电路会力矩切断电机的供电系统，实现闭环控制系统，从而实现力矩的控制。在设计过程中，对影响力矩控制精度的因素，进行逐一分析。包括阈值设置精度、取样电阻的温度系数这两方面，得出了力矩控制精度小于0.06Nm范围。与此同时，控制程序对采集到的电流取样数据进行了分析，对最大最小值进行了剔除，对数据进行加权平均处理输出给阈值比较系统，实现软件滤波设计。经过前期的调研立项、查阅资料、电路调试、中期总结等工作的开展，目前前

7、期路遇到的问题进行攻克并进行了大量试验及改进措施，形成最终电路。通过对力矩控制系统的研究，可以看出，这套具有较高灵敏度的力矩控制系统结合机械结构，并通过扭力标定设备对电动力矩扳手经过力矩标定，达到了设计期望，具有力矩控制范围宽（0.8Nm～2Nm）、力矩控制精度高等优点。课题研制的电动力矩扳手具有控制精度高、运行较为平稳，填补了在电缆组件拆卸时没有电动力矩扳手的空白，目前逐步投入到科研生产，这也将极大的提高劳动效率和减轻操作者的劳动强度。关键词：电流采样，阈值触发，扭力标定，软件滤波IABSTRACTABSTRACT

8、Withthevigorousdevelopmentoftheaerospaceindustry,high-volume,high-densitylauncheshavebecomethenorm.Spacecraftcapabilitieshavebecomemorecomplexandtherearemoreandmoreinternale