徐方洁，李四保，谢劲松

(北京自动化控制设备研究所，北京100074)

0 引言

舵系统是导弹控制系统的执行机构，其性能的好坏直接影响导弹的性能。随着导弹飞行速度进一步提高，舵系统在高空稀薄空气下需要进行大舵偏机动，而在低空需要克服强烈的气动加热和大气动扭矩，舵面负载转动惯量势必增加，这对舵系统提出了更高的控制要求。负载转动惯量的增加对系统动态品质及稳态性能影响明显，严重时诱发系统产生极限环振荡，因此有必要研究大惯量负载对机电舵系统的影响，以提高舵系统自身的控制特性，满足控制总体需求。本文研究了大惯量负载机电舵系统的组成及基本原理，建立了电机—传动机构—负载的三质量模型，分别从理论及仿真二方面分析了惯量负载对舵系统的影响，通过试验验证了模型建立的有效性，理论分析与仿真结果的正确性。

1 大惯量负载机电舵系统组成及基本原理

某机电舵系统由舵机控制器、功率驱动电路、永磁无刷直流电机(BLDCM)、传动机构和反馈电位计等五大部分组成，结构组成如图1 所示。其中传动机构由一级齿轮副、一级滚珠丝杠副、连杆及输出轴组成。

机电舵系统的工作过程如下:舵机正常工作时，舵机控制器接受制导计算机给定的舵机输出轴偏转指令，驱动伺服电机带动舵面偏转，同时舵机控制器实时采集实际的舵机输出轴角度，保证舵面在一定的响应时间内以一定的精度趋近给定角度值。……