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电动舵机系统的设计与试验研究
作 者: 毛文晋
导 师: 薛开;石建国
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 机械工程
关键词: 电动舵机 数学模型 试验
分类号: TJ765.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
现代战争对制导兵器的准确性、快速性等性能提出了全新的要求,导弹无疑是制导兵器中具备远程打击能力的佼佼者。舵机做为导弹控制和制导系统执行机构的重要组成部分。性能的好坏直接决定着导弹飞行过程中的动态品质。本文根据电动舵机的设计性能指标要求,对电动舵机系统各部件进行选型和模型推导,然后根据试验和理论计算得出电动舵机样机系统的数学模型。基于电动舵机的数学模型,通过运算得出了电机及整个系统的传递函数,为后续的算法分析及仿真工作提供理论依据。为了验证电动舵机系统设计的合理性,对电动舵机系统进行校正设计。按照设计方案试制了原理样机,并进行了相关测试和试验。实验数据显示,本文设计的电动舵机设计系统达到性能指标要求,有一定的应用前景。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-9 第1章 绪论 9-14 1.1 课题研究背景、目的及意义 9 1.2 电动舵机的特点 9-10 1.3 电动舵机的国内外研究现状 10-11 1.4 电动舵机控制技术的研究现状 11-13 1.5 本课题研究的主要内容 13-14 第2章 舵机系统方案设计及系统建模 14-23 2.1 舵机系统方案设计 14-16 2.1.1 舵机系统设计技术指标 14-15 2.1.2 舵机系统方案设计原则 15 2.1.3 舵机系统的方案选择 15 2.1.4 舵机系统组成 15 2.1.5 舵机系统工作原理和过程 15-16 2.2 舵机系统建模 16-22 2.2.1 电机的数学模型 17-20 2.2.2 角度传感器的数学模型 20 2.2.3 减速器的数学模型 20-21 2.2.4 驱动器的数学模型 21 2.2.5 电动舵机系统的数学模型 21-22 2.3 本章小结 22-23 第3章 系统动态设计分析 23-31 3.1 电动舵机系统PID控制器 23-25 3.2 电动舵机系统综合确定校正设计 25-29 3.3 本章小结 29-31 第4章 舵机系统设计 31-51 4.1 舵机系统负载分析 31-33 4.2 电动舵机传动方案设计 33-35 4.3 电动舵机电机的选取 35-43 4.3.1 功率估算 36 4.3.2 初选电机 36-38 4.3.3 发热校核 38 4.3.4 转矩过载校核 38-41 4.3.5 按动态品质(或通频带)核验电动机 41-43 4.3.6 选定电机 43 4.4 电动舵机结构设计 43-44 4.5 驱动器结构设计 44-45 4.6 控制电路设计 45-49 4.6.1 PID控制电路 45-46 4.6.2 三角波发生电路 46 4.6.3 PWM调制电路 46-48 4.6.4 舵机系统启动电路 48-49 4.7 功率放大器结构设计 49 4.8 角度传感器的选取 49-50 4.9 本章小结 50-51 第5章 模拟装置的绘制与仿真分析 51-59 5.1 模拟装置技术概述 51 5.2 利用UG三维设计软件模拟装置绘制 51-53 5.2.1 模拟装置绘制 51-52 5.2.2 模拟装配 52-53 5.3 仿真与分析 53-58 5.3.1 系统仿真 53-54 5.3.2 仿真试验 54-58 5.4 样机测试 58 5.5 本章小结 58-59 结论 59-60 参考文献 60-63 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 63-64 致谢 64-65 个人简历 65
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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 火箭、导弹 > 导弹 > 制导与控制 > 制导
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