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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
下 载: 131次
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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。

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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