伺服加载实验系统(即负载模拟器),是主要用来模拟飞行器关键机构(舵机)受力环境的实物模拟装置,广泛应用在航空航天领域。其主要模拟舵机的各项载荷指标,如铰链力矩、摩擦力矩、惯性力矩、安装刚度等,其中摩擦力矩是负载模拟器的一项重要指标。在实际应用中,摩擦的非线性会导致加载力矩波动,同时摩擦力矩加载精度也受到诸多因素耦合的影响,因此根据工况特点研究摩擦力矩的加载与控制方法成为伺服加载实验系统的研究热点之一。论文依托航天院某所科研项目,以液压摩擦加载系统为研究对象,为提高摩擦力矩的加载精度,提出基于摩擦模型的压力闭环摩擦力矩加载控制方法,并对其进行分析与验证。首先,探究诸多工程领域的摩擦加载方式,分析各加载方式的特点及应用环境,确定伺服加载实验系统摩擦力矩的最佳加载方式;研究摩擦加载特性,定性分析摩擦加载力矩与诸多因素(材料、压力、速度等)的影响关系。其次,为解决伺服加载实验系统摩擦力矩的恒值加载问题,提出一种新的基于摩擦模型和压力闭环的摩擦力矩加载控制方法,分析扭矩传感器环节对系统加载精度的影响,阐述基于压力闭环的摩擦力矩加载控制的方法及原理,确定液压摩擦加载系统的各环节选型。再次,选择Stribeck模型描述摩擦力矩加载特性,并根据系统工况特点进行模型修正;基于修正后的摩擦模型,利用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)进行摩擦参数辨识对比分析,得出粒子群算法辨识效果较优。然后,针对摩擦力矩加载系统各环节进行数学建模,基于数学模型分别进行PID、模糊PID和反演自适应控制器的设计与算法推导,并在Matlab/Simulink中搭建摩擦力矩恒值加载模型,对三种控制策略作对比研究,分析不同控制器的控制效果。最后,根据实际项目加载指标设计了伺服加载实验系统,并基本完成机械、液压部分实物加工,搭建了测控系统。经过对比分析,Stribeck模型能够满足描述摩擦力矩加载时的摩擦特性,反演自适应控制策略可以实现摩擦正压力的精确加载,提出的基于摩擦模型的压力闭环摩擦加载方法可以有效提高主轴刚度,提升动态加载性能,实现快速精确的摩擦力矩加载。