一种高带宽四舵翼电动舵机的可行性研究
2012-07-04崔业兵鞠玉涛周长省郑健
电机与控制学报 2012年12期
崔业兵, 鞠玉涛, 周长省, 郑健
(南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094)
0 引言
简易制导弹药具有成本低、命中精确度高、工程实现简单等特点,引起各国军方重点关注。国外普遍采用脉冲推力器和舵机作为简易控制的主要执行机构[1-2],然而脉冲发动机存在修正力大小有限,安装位置要求苛刻以及喷流对原弹的气动特性也有很大的影响等问题,采用舵机进行弹道修正,能很好地解决或避免这些问题[3]。电动舵机与液压舵机、气动舵机相比,具有结构紧凑、易于维护、经济性好等优点,成为未来常规弹药制导化发展的一项关键技术[4],其作用是驱动空气舵翼或燃气舵片等作为简易制导弹药的执行机构,并配合其他部件实现弹药的可控飞行,达到常规弹药精确打击的目的[5]。
目前国外已经在航天器和制导弹药中应用了电动舵机,无人机、战术导弹响尾蛇AIM-9X和X43高超音速飞行器的带宽最小为7.5 Hz;国内的无人机用电动舵机带宽在2 Hz左右,因为无人机的飞行速度一般为200 m/s左右,其固有频率较低,易于控制。但是对于飞行速度为1 200 m/s的常规弹药采用如此低带宽的电动舵机,无法实现有效飞行姿态控制。国内对电动舵机的研制虽然已经取得了一定进展,但与实际应用还有较大的差距[6]。
针对常规弹药弹道末修正技术对电动舵机的性能要求,以高带宽大于10 Hz为设计目标,对四舵翼的电动舵机设计方案和其中的关键技术进行研究,通过仿真和样机的加载实验,对所设计的电动舵机的性能进行验证,主要研究舵机系统在位置指令跟踪和力矩干扰抑制双重控制目标下的控制性能。……
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