崔业兵，鞠玉涛，郑 健，顾卫钢

(1.南京理工大学机械工程学院，南京 210094;2.南京傅立叶电子技术有限公司，南京 210094)

0 引言

随着全电化传动系统概念的提出，电动伺服机构成为推力矢量控制系统研究的热点，越来越多的高性能电动伺服机构在小型无人飞行器和导弹得到应用［1－3］。目前，主要采用高速无刷直流电机作为伺服机构的驱动电机，其功率密度大、体积小，能耐受高低温，但其损耗密度大会导致电机的温升较高［4－5］;另外，推力矢量控制系统大部分时间工作于真空、高温、振动、高速运行环境下，这种环境会带来电气间隙和外绝缘强度降低，以及电晕腐蚀等严重负面影响，导致霍尔元件这一类位置传感器安装在电机内部时往往无法正常工作。所以，采用单一的有位置传感器的控制方式并不能满足航天器对伺服机构的基本要求，也不符合控制系统冗余设计的要求［6］。因此，在电动伺服机构中，很有必要采用无位置传感器控制方式。目前，在空调和纺织机械行业开始采用无位置传感器控制方法，可减少故障率、节约成本和减小安装体积。无位置传感器无刷直流电动机的控制方法有反电势法、电感法、状态观测器法、电动机方程计算法和人工神经网络法等，而使用较多的是利用电机反电势过零点获取转子位置信息的反电势法［7－9］。

本文为搭建的推力矢量控制电动伺服机构设计了一种基于有无位置传感器的双模控制器。在正常状态下，伺服机构采用有位置传感器控制模式进行工作，一旦位置传感器不能正常工作或损坏，控制器会自动平滑切换到无位置传感器控制模式。……