加载测试系统又称力矩伺服系统或负载模拟器,常用于地面半实物仿真实验中模拟承载系统在实际工况下所受负载。为对某系列伺服阀的控制性能、机械性能进行加载测试,基于传统扭矩式负载模拟器形式,本文研制了一套双通道通用型电动直线加载测试系统,并对系统结构、软硬件及控制方法进行了优化。首先,本文应用机理建模法,构建了考虑承载单元运动特性的系统整体耦合模型,通过对系统加载单元、承载单元模型的不确定性分析和传动刚度、摩擦阻尼及转动惯量等因素对前向、扰动通道特性的影响研究,表明了刚度等因素对影响加载测试系统多余力抑制效果、加载测试精度的作用效果。其次,研究了加载控制系统闭环稳定性,采用了局部反馈、相位滞后校正来提高稳定性。为抑制多余力,采用了一种串入低通滤波器的标称模型扰动观测器,并提出了以力闭环为外环,位置环、电流环为内环的三环复合控制方法,在力外环引入模糊自适应PID控制以提高加载精度,仿真验证了方法有效性。在此基础上,基于PXI总线,搭建加载测试系统硬件架构,优化软件系统的总体架构与原理结构,设计了上位机主程序、下位机实时程序及上下位机的通信程序。最后,以某型承载单元为对象,进行了控制性能和位置伺服单元输出力测试,并通过系统动态联调实验,验证了所设计加载测试系统动静态指标。