舵机系统工作模态特性仿真
2021-04-09李杰光王春艳段丽华朱剑波
兵器装备工程学报 2021年3期
关键词:模态
李杰光,梁 建,王春艳,段丽华,朱剑波
(1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471009; 2 河南科技大学 软件学院, 河南 洛阳 471003)
高速飞行的导弹依靠作用于舵面的气体来流形成铰链力矩稳定和控制弹体,使导弹按需要的弹道飞行。舵系统作为导弹飞控系统的执行机构,其性能的好坏直接决定了导弹飞行过程的动态品质。导弹高速飞行过程中舵面气动力、弹性力与惯性力存在耦合作用,舵面气动载荷改变舵系统刚度和动态特性,当相对气流速度超过临界速度时,瞬时气动载荷可使舵面振动失稳,从而发生颤振[1-3]。
由于电动舵机技术具有成本低、动态特性好、易于控制等优点,使得其在导弹舵系统中得到广泛应用。随着导弹对舵系统传动精度、响应速度和稳定性要求的不断提高,舵系统的动态特性、输出响应和振动稳定性的影响变得越加突出。舵机传动机构零部件存在的间隙与弹性变化增大了传动机构的非线性因素,使得舵系统响应曲线出现滞后和削波[4,5]。随着导弹攻角和飞行马赫数的增加,舵面与气动力的耦合作用,使得舵面振动位移趋向于临界振动状态[6]。舵机传动机构各环节的接触刚度、阻尼、间隙等因素会影响舵系统的动态特性,且传动链末级参数对系统动态特性的影响更为明显[7,8]。对舵机传动机构进行优化设计,合理控制间隙、摩擦、弹性变形等非线性因素,可有效降低舵机控制模块和导弹控制系统的复杂度,降低系统成本[9]。……
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