近年来,随着飞行器研发领域对风洞天平的性能要求越来越高,如何精确的校准天平正在成为各个空气动力学研究机构的研究重点。而加载系统作为为天平提供标准载荷的关键设备,其性能和应用方法显得尤为重要。现有的加载系统存在体积大、运行效率低、无法加载连续载荷等弊端。因此,设计高精度加载系统并将其应用至天平校准平台,对于解决现有加载系统运行效率低、载荷配置不灵活的问题,具有重要的实际意义。课题首先分析现有加载系统在天平校准平台应用方面存在的不足,结合实际应用条件提出对系统的设计需求。系统应当具备自动加载、自动调整、存储数据等功能,还要保证可靠性高、安全性高、自动化程度高、电磁兼容性强、能够满足国军标对于天平校准平台的技术要求。根据设计需求,设计一套基于双闭环控制系统原理的机电式力发生器加载系统,系统主要由伺服控制子系统和数据采集子系统构成。其次,开展伺服控制子系统设计。针对如何对天平精确施加载荷的关键问题,研究载荷与控制系统的关联以及将载荷转换为电机旋转位置的应用方法。设计以伺服控制器、伺服电机和编码器为主要设备的伺服控制系统,并从控制器程序、I/O接口、PID参数调节等方面对其进行开发。接着以Lab VIEW语言设计开发控制软件,搭建多级调用的软件架构,利用基于TCP/IP协议的Ethernet总线技术,完成计算机与伺服控制器之间的数据传输,从而实现伺服控制子系统的加载功能。再次,开展数据采集子系统设计。以PXI总线技术为核心,选用高性能采集模块和力传感器,搭建了一套速度快、精度高、可靠稳定的数据采集系统。通过NI虚拟仪器技术,利用Lab VIEW及DAQmx平台设计数据采集软件,实现对加载载荷快速、稳定、准确的采集。同时利用基于OPC-UA协议的NI共享变量引擎通讯,高速快捷的实现两个子系统间的数据交换,使伺服控制子系统利用采集到的数据完成加载动作的闭环控制。最后,对加载系统实施性能测试。以最终完成天平加载为测试目的,按照由简单到复杂、由底层到顶层的测试原则,逐项进行单加载轴空载测试、单加载轴加载测试、天平加载测试。通过测试发现并解决系统中存在的问题,记录测试过程并分析测试数据,最后计算系统性能并最终得到结论。经过测试验证,系统能实现计算机控制、全自动运行、加载范围内可进行无级加载等所有功能需求,并且性能指标达到了国军标规定的先进水平。