轴承跑合装置测试系统是一套专用于轴承性能测试评价的系统,是地面测试中的一个重要环节。为保证设备的可靠性,用于转向的专用轴承在喷涂固体润滑剂之后需要进行跑合以保证接触面的光滑度,同时监测跑合过程中的摩擦力作为主要的反馈指标。本文介绍了低速轴承跑合装置测试系统的设计与实现过程,进一步研究了摩擦力反馈参与跑合控制算法。文章首先从实际任务出发,对系统的整体需求进行详细分析,制定了一系列的技术指标。在此基础上,分别从系统硬件、上位机软件和系统控制算法三个角度,对系统的设计和实现过程进行描述。在研制过程中,考虑到系统要求的高精度和高时效性,拟采用传统的PID控制方式对电机进行控制,但甲方在转速控制方面提出更高要求。由于轴承表面的粗糙程度不同,摩擦力矩分布未知,造成转速波动较大,控制的稳定性较差。因此本课题将原有的PID事后控制算法改为事先预测方法,在传统的反馈控制基础上,添加神经网络前馈补偿器,通过线下学习,得到轴承不同位置摩擦力矩的分布情况,进而得到不同位置对应的电流补偿量。在跑合过程中,控制系统根据已经得到的补偿规律,对电机在不同位置的电流控制信号进行预先调整,变被动调节为主动调节,降低转速波动程度,提高跑合过程的稳定性。通过对两种控制算法进行对比实验,可发现摩擦力矩预测与PID控制结合的控制算法具有良好的控制效果。低速轴承跑合装置测试系统的硬件和软件设计均采用模块化思想,按功能进行模块划分。硬件装置作为执行机构,包括真空模块、力加载模块、传感测量模块、轴承安装模块等物理结构;软件作为控制中枢则主要实现轴承驱动、预定跑合、报告生成等操作功能。且系统使用统计显著性检验分析方法,对测试数据进行统计验证,得到轴承特性的技术指标,为技术人员的评估提供借鉴。