一种电动舵机伺服系统仿真与设计
2012-11-22杨永亮吴小役赵志勤
火炮发射与控制学报 2012年3期
杨永亮,吴小役,赵志勤,李 颖
(西北机电工程研究所,陕西 咸阳 712099)
为适应未来信息化战争对武器装备精确打击的迫切需求,以火炮、坦克等为发射平台,具有精确制导功能的智能化弹药成为国内外常规武器发展的一个重要方向[1]。而舵机是智能弹药制导系统进行姿态控制、弹道变轨的关键部件,其性能的优劣直接影响弹丸的打击精度。电动舵机具有体积小,输出功率大,控制精度高,维护使用简便等优点[2],在智能弹药领域具有广泛的应用前景。
在电动舵机伺服系统研制过程中,建立简捷、准确的仿真模型能够快速检验设计参数,调整控制方案,提高实物样机的研制效率。本文在MATLAB /Simulink的环境下,建立了舵机伺服系统的仿真模型,并设计研制了实物样机。仿真模型为实物研制提供了理论支持,实物测试数据修正了仿真模型参数,提高了模型的准确度。最后通过试验将仿真结果与实测结果进行了对比。
1 总体设计
舵机伺服系统主要功能是接受飞行控制指令,根据舵面位置传感器反馈信号,克服外部的气动铰链力矩,对舵机进行闭环控制[3]。本文针对某制导弹4个舵机的结构特点,设计了电动舵机伺服系统,对1~4号4个舵机同时进行独立控制,并提供了与测试计算机的数据接口,系统总体结构如图1所示。

由于4个舵机相互独立,与之配套的控制电路也完全相同,本文仅以1号舵机为例进行分析讨论。
2 系统仿真建模
舵机伺服系统主要由伺服电机、传动机构、采样滤波电路和伺服控制器4个部分构成,其仿真模型如图2所示。……
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