一种筒弹状态下电动舵机自检方法

舵机是导弹制导与控制系统的重要组成部分。针对导弹在发射筒内时,舵面受发射筒限制,舵面基本不 能转动,传统方法不能实现舵机自检的问题,设计一种新型的舵机自检方法。通过检测并判断无刷直流电机霍尔信 号的相序,舵机控制器控制舵面微动,舵机DSP 内置自检算法,对舵机进行功能检查。笔者选用了霍尔传感器式无 刷直流电机,设计了自检电路和控制算法,通过实验证明可实现舵机在筒内的自检。验证结果表明：该方法可靠、 有效,具有良好的可推广性。     

自激振荡线性化舵机延迟补偿时间处理方法研究

针对某单通道控制炮射导弹所采用的自激振荡线性化舵机,给出了一种有效的舵机延迟补偿时间处理方法。自激振荡线性化舵机的高频振荡特性使得对其延迟时间的测量和处理相当困难,为解决此问题提出采用弹体滤波去除舵机高频振荡所造成的不确定性,并由导弹法向加速度延迟确定舵机延迟补偿时间的方法。数据处理结果表明,采用所提出的方法能够有效地确定自激振荡线性化舵机的延迟补偿时间。还从舵机延迟补偿难易的角度对比了调幅方波和调幅正弦波两种舵机指令形式的优劣,得到了自激振荡线性化舵机对正弦波指令的响应特性优于方波指令的结论。     

提高电动舵机动态特性的方法研究

针对导弹对电动舵机动态特性的要求,介绍了电动舵机的一般组成,分析了影响舵机动态特性的因素,研究了伺服电机、间隙、摩擦和控制器对舵机动态性的影响,提出了在工程实际中提高舵机动态性的方法。     

舵机三维尺寸公差设计关键技术研究

空空导弹舵机结构复杂,尺寸公差多,精度要求高,采用传统基于尺寸链的公差设计方法效率较低,甚至无法求解。通过舵机三维尺寸设计关键技术,提出舵机三维尺寸与公差新概念体系,利用工程尺寸驱动理论,提出基于几何求解的公差分析方法和计算模型,开发了舵机三维尺寸公差自动分析系统。该方法可提高舵机公差设计效率与质量,并对舵机三维数字化制造精度进行控制,实现精益制造。     

基于dSPACE的无人机电动舵机故障检测

传统的舵机故障检测通常基于舵机参数已知,但实际中大多数舵机的内部参数是未知的.文中采用搭建故障观测器的思路,提出了一种基于子空间辨识的卡尔曼滤波故障检测方法;借助于dSPACE半实物仿真工具,搭建了电动舵机故障检测半实物仿真平台,实现了未知参数电动舵机的在线故障检测和快速故障分析.实验表明,该方法不但能有效检测故障发生时间,而且能快速辩识故障类型和程度,为无人机舵机故障快速检测的工程化应用提供了一种解决方案.     

冲压式舵机腔内工作压力随飞行速度变化规律的数值仿真

为了简化舵机工作时所需的高压气源,现在一些反坦克导弹采用了冲压式舵机,其最大特点是利用导弹的飞行速度,使得来流的空气由舵机进气口进入舵机气源腔内受阻,从而产生舵机工作时所需的高压气体.由于导弹在飞行过程中其速度是变化的,因此,舵机内的高压气体压力也随速度变化,如何计算舵机内高压气体压力,对舵机和反坦克导弹的设计很重要.本文采用了求解三维、雷诺平均的Navier-Stokes方程的方法,对反坦克导弹的可能飞行速度范围进行了数值仿真.     

电动舵机直流伺服电机选用方法

根据空空导弹电动舵机对直流伺服电机的要求,介绍了直流伺服电机输出力矩和转速的计算方法、电动舵机选用直流伺服电机的基本原则、电机发热校验的方法,提出了在电动舵机设计中应过载使用直流伺服电机的观点。     

压电舵机微位移放大机构设计

针对一种新型压电舵机的微位移放大机构,提出一种基于刚度分析的设计方法。阐述了压电舵机的组成及工作原理,并推导出压电舵机数学模型,分析微位移放大机构结构参数对压电舵机系统性能的影响,进而确定了柔性铰链的设计原则。对5种单轴柔性铰链的刚度特性进行分析,得到了柔性铰链刚度比的变化曲线,并采用有限元分析的方法对微位移放大机构进行了参数优化设计。仿真分析结果表明,该种方法对于压电舵机微位移放大机构的设计十分有效。     

液压舵机一体化建模与联合仿真方法研究

以液压舵机为例,提出了一种在多种环境下对液压舵机完成一体化建模与联合仿真的方法。在AD-AMS软件和工程仿真软件MATLAB特点的基础上,在ADAMS中建立了机械系统和液压传动系统,利用MATLAB/Simulink建立了液压舵机控制系统仿真模型,实现了机电液系统的有机集成,完成了机电液一体化联合仿真。研究结果表明:文中采用的一体化建模与联合仿真方法得到液压舵机较准确的仿真模型,所得仿真结果更真实可信,有助于液压舵机性能指标的验证和设计改进。     

基于线性二次型调节器的乒乓舵最优控制方法

针对二维弹道修正引信乒乓舵机控制周期不稳定的问题,提出了基于线性二次型调节器(LQR)控制算法的乒乓舵机控制方法。首先对乒乓舵机进行数学建模,其次将乒乓舵机的数学模型写成状态空间描述的形式,再判断乒乓舵机的状态空间描述是否满足LQR控制算法的应用条件,最后应用LQR控制算法得到最优控制律。仿真结果表明,基于LQR控制算法的乒乓舵机控制方法与传统的三环PID控制方法相比,调节时间短,不存在超调,控制精度高,同时所需控制量少。     

滚转导弹过载驾驶仪控制耦合解耦算法研究

舵机动力学滞后引起的控制耦合严重限制了过载驾驶仪在滚转导弹上的应用。建立滚转导弹驾驶仪模型,推导了等效舵机动力学传递函数矩阵,对比研究了基于最优舵面超前角度补偿和输出反馈动态的解耦控制方法,进行了仿真验证。仿真结果表明：随着转速与舵控系统频带比值的提高,控制耦合增加;基于最优舵面超前角度补偿的解耦方法实现简单,适用于工程应用,然而当转速与舵机频带的比值、输入指令频率与舵机频带的比值增加时,解耦效果变差,舵机控制效率降低;基于输出反馈动态解耦方法能够实现完全解耦,且受转速测量精度的影响较小,但该方法要求对舵机的传递函数精确已知,且补偿器的复杂性与舵机阶数密切相关,工程应用存在一定的难度。     

制导炮弹可控滚转执行机构模型分析

为解决可控滚转电动舵机在低旋尾翼弹上的应用,以舵体为研究对象,分析了作用在舵体上的力矩,建立了系统动力学模型; 在分析舵机结构的基础上建立了舵机机构的的动力学模型和系统动力学模型。在不同的工况条件下对系统模型进行了分析和验证,分析结果验证了系统动力学模型的正确性。仿真结果表明,该舵机降低了伺服电机功率及响应速度的要求,提高了舵面效率,为在低旋制导炮弹上的应用提供了一种新的解决方案及理论参考。     

异构作动系统的效率特性与能量管理分析

为提升由液压作动器和电动静液作动器组成的异构作动系统的能量特性,首先建立数学模型,并根据给定参数分析效率特性,在此基础上,提出能量综合管理策略,最后进行仿真分析.结果表明:液压作动器和电动静液作动器的效率特性存在明显的区别,且基于效率特性设计的能量综合管理策略具有显著的优势.     

隔转鸭舵式弹道修正弹电磁执行机构工况研究

为研究隔转鸭舵式弹道修正弹执行机构的工况,对鸭舵和轴承进行动力学建模,改进基于欧拉方法的双旋弹道模型,并利用弹道参数对电磁执行机构的设计工况进行验证。以不同发射条件下弹体和鸭舵的滚转状态为基础,提取执行机构的工作转速和电磁扭矩。计算结果表明：鸭舵在出炮口后能够快速实现相对弹体的反向滚转,并逐渐达到低速的平衡状态,且平衡转速受发射条件影响小。弹体转速是引起执行机构工作转速范围较大的原因,弹丸经过弧顶后,执行机构的工况趋于平稳,转速保持在130~230 r/s范围,所需扭矩小于0.5 N·m. 从执行机构工作带宽的角度考虑,最佳启控点宜在弧顶之后。基于顶层弹道模型获取关键部件设计指标的方法为双旋弹道修正弹的工程应用提供了借鉴。     

压电驱动器发热测量和幅值误差补偿研究

本文用一种新的方法量化了压电驱动器的发热问题,并分析了发热对压电驱动器运动幅值的影响,实验研究了产生发热问题的原因:驱动频率、驱动电压幅值、压电驱动器的体积表面积比、负载,实验表明电流的峰峰值是压电驱动器温度有效的测量指标,通过电流测量实现压电驱动器的过热保护,补偿由于发热引起的驱动器振动幅值变化,补偿后的定位精度可以提高近三分之二。     

适应伺服机构卡死故障的控制指令重分配技术研究

提出一种能够适应运载火箭伺服机构卡死故障的控制指令重分配技术。在传统运载火箭控制系统设计过程中,伺服机构指令是在不考虑伺服机构故障时设计确定的,一旦伺服机构发生卡死故障将可能导致箭体姿态失稳。为了提高运载火箭的安全性和可靠性,根据某伺服机构卡死角度,通过控制指令在多个冗余伺服机构之间的重分配,在伺服机构卡死情况下仍能保证姿态稳定。仿真结果表明,即使某个伺服机构卡死也能保证姿态稳定,而且不需要重新设计控制参数。     

电动舵机的计算机辅助测试

介绍了电动舵机计算机辅助测试系统的组成、工作特点和性能指标。重点叙述该系统的测试程序和工作过程,进行了误差分析,并给出了误差计算公式。应用计算机辅助测试系统,能够提高电动舵机性能测试的精度和效率,实现了测试自动化。     

航天压电陶瓷微位移作动器设计与实验研究

机械精密作动器已经不能满足了空间飞行器多方面的要求，因而利用压电陶瓷材料的正逆压电效应，设计制造了一种高调准精度的微位移作动器，并对其进行了实验研究，实验结果揭示了压电作动器用于空间飞行器部件的定位和抑制振动的优良性能，为进一步完善作动器的设计和在航天领域的推广应用提供了理论基础。     

舵机传动机构动力学建模与分析

针对舵机系统试验模态值偏低及一致性较差的问题,运用有限元与多刚体系统动力学方法,建立舵机传动机构集中质量-弹簧多刚体动力学模型,研究系统模态、动力学响应等主要动力学特性,发现了对动力学特性影响突出的薄弱设计环节,加以改进,满足了实际工程需要。