论文来源于实际工程项目,为研究飞行器伺服机构控制系统的性能,需要在地面复现伺服机构真实的工作环境。通常采用负载模拟器模拟舵机在飞行过程中受到的多种载荷,其中摩擦力矩是负载模拟器设计的一项重要参数,对伺服机构载荷工况的精确模拟具有重要意义。本文通过对摩擦加载中的非线性影响因素进行研究,着力解决摩擦力矩恒值加载精度低的难题。搭建了符合负载模拟器应用工况的试验平台,通过对不同材料摩擦副的试验研究,验证摩擦加载控制方式的有效性。本文通过系统的分析设计,建立了基于小样测试原理的摩擦加载试验系统软硬件平台,并针对研究内容设计调试了测控系统。采用理论分析与试验测试相结合的方式,通过参数辨识确定了气动加载系统、驱动系统的精确数学模型。由于摩擦副在低速下存在Stribeck效应,针对该现象建立了摩擦Stribeck模型,并采用遗传算法对不同摩擦副的模型参数进行辨识。针对气动加载系统刚性较差、非线性影响因素较多的特点,采用经典PID及滑模变结构控制策略,研究系统恒压力加载特性,并进行了相关试验研究。摩擦力矩的恒值加载是本文的研究难点,针对摩擦非线性采用了非基于模型和基于模型的控制策略,在Simulink中对各控制方式进行仿真分析,并进行了试验研究。驱动系统是提供试验系统动力的重要组成部分,采用基于SVPWM的矢量控制方式,在Simulink中建立了基于PI控制及滑模变结构控制的伺服电机仿真模型,对伺服电机的响应进行了仿真分析,取得了较好的控制效果。研究表明,针对摩擦非线性的控制策略有效提升了摩擦力矩恒值加载控制性能,试验系统可以满足负载模拟器摩擦加载试验需求,为负载模拟器摩擦力矩加载机构的设计、优化奠定了理论及试验基础。