电动式扭矩加载系统用于在地面的实验室环境下模拟飞行器舵面系统正常运行或调整自身姿态时受到的外界阻力矩,并通过实验数据的分析完成对舵面系统性能的测试。电动式扭矩加载系统的加载性能对舵面系统测试实验结果的可靠性起着关键性的作用,因此,研究扭矩加载技术具有重要的科学研究意义和实际应用价值。本文重点研究电动式扭矩加载系统的干扰力矩抑制和动态加载精度改善方法。本文分析扭矩加载系统国内外发展现状及其性能改善的技术途径,明确影响电动式扭矩加载系统性能的主要因素为多余力矩和摩擦非线性因素,从控制补偿角度探讨多余力矩和摩擦非线性因素的抑制方法,为后文研究电动式扭矩加载系统的干扰力矩抑制和动态加载精度改善方法打下技术基础。为了研究电动式扭矩加载系统干扰力矩抑制和动态性能改善方法,本文研制电动式扭矩加载系统。系统研制方面,基于高精度、强抗干扰性的准则研制以直流力矩电机为执行部件的加载系统;为了模拟真实舵面系统的运动规律以便对加载系统的性能进行测试,研制以永磁同步电机和行星减速器为机械本体的舵机系统。数学建模方面,为了考虑加载系统力矩输出和舵机系统角位置输出的相互影响,采用机理分析法建立包括舵机系统特性的电动式扭矩加载系统线性数学模型,同时为了研究加载系统中存在的摩擦非线性因素对力矩输出的影响,采用恒定死区环节对摩擦非线性进行描述,并将其加入到线性数学模型中,最终建立包括摩擦非线性因素的电动式扭矩加载系统综合模型。本文深入研究电动式扭矩加载系统的闭环控制性能和干扰力矩抑制方法。针对加载系统在单位反馈闭环加载时力矩发散的问题,采用PID控制与相位超前校正相结合的方式进行改善,并通过静态加载仿真实验进行验证;针对舵机系统位置扰动造成的多余力矩问题,采用基于舵机系统输出角速度的前馈补偿控制进行抑制,并通过前馈补偿环节仿真实验进行验证;针对加载系统的摩擦非线性问题,采用基于死区逆的方法进行补偿控制,并通过死区逆仿真实验进行验证。针对干扰力矩抑制方法的整体控制效果,本文通过动态加载性能仿真实验进行验证。针对电动式扭矩加载系统中存在的幅值衰减和相位滞后问题,本文采用基于最小均方差的幅相控制算法从信号补偿的角度进行控制,通过静态加载正弦跟踪仿真实验进行验证;针对基于固定步长最小均方差的幅相控制算法中收敛速度和稳态精度对步长μ的需求相互矛盾的问题,本文提出采用基于Sigmoid函数变步长最小均方差的幅相控制算法进行改善,并通过改进前后算法的仿真对比实验进行验证。为了验证本文所研究的干扰力矩抑制和动态加载精度改善方法的实际控制效果,本文搭建电动式扭矩加载系统的实验平台,包括硬件平台和上位机操作软件,并进行静态加载性能实验、干扰力矩抑制实验、动态加载性能实验。在静态加载性能实验中,通过阶跃和不同频率正弦信号的实际控制效果,验证闭环控制器和幅相控制算法的实际控制效果;在干扰力矩抑制实验中,通过对比单独闭环控制和加入干扰力矩抑制算法对干扰力矩的实际抑制效果,验证干扰力矩抑制算法的实际控制效果;在动态加载性能实验中,通过对比单独闭环控制和加入干扰力矩抑制及幅相控制算法对动态加载下正弦信号的实际跟踪效果,验证本文干扰力矩抑制和动态加载精度改善方法的整体控制效果。