电动舵机系统的设计与试验研究

论文摘要

现代战争对制导兵器的准确性、快速性等性能提出了全新的要求,导弹无疑是制导兵器中具备远程打击能力的佼佼者。舵机做为导弹控制和制导系统执行机构的重要组成部分。性能的好坏直接决定着导弹飞行过程中的动态品质。本文根据电动舵机的设计性能指标要求,对电动舵机系统各部件进行选型和模型推导,然后根据试验和理论计算得出电动舵机样机系统的数学模型。基于电动舵机的数学模型,通过运算得出了电机及整个系统的传递函数,为后续的算法分析及仿真工作提供理论依据。为了验证电动舵机系统设计的合理性,对电动舵机系统进行校正设计。按照设计方案试制了原理样机,并进行了相关测试和试验。实验数据显示,本文设计的电动舵机设计系统达到性能指标要求,有一定的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景、目的及意义
• 1.2 电动舵机的特点
• 1.3 电动舵机的国内外研究现状
• 1.4 电动舵机控制技术的研究现状
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第2章 舵机系统方案设计及系统建模
• 2.1 舵机系统方案设计
• 2.1.1 舵机系统设计技术指标
• 2.1.2 舵机系统方案设计原则
• 2.1.3 舵机系统的方案选择
• 2.1.4 舵机系统组成
• 2.1.5 舵机系统工作原理和过程
• 2.2 舵机系统建模
• 2.2.1 电机的数学模型
• 2.2.2 角度传感器的数学模型
• 2.2.3 减速器的数学模型
• 2.2.4 驱动器的数学模型
• 2.2.5 电动舵机系统的数学模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统动态设计分析
• 3.1 电动舵机系统PID控制器
• 3.2 电动舵机系统综合确定校正设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 舵机系统设计
• 4.1 舵机系统负载分析
• 4.2 电动舵机传动方案设计
• 4.3 电动舵机电机的选取
• 4.3.1 功率估算
• 4.3.2 初选电机
• 4.3.3 发热校核
• 4.3.4 转矩过载校核
• 4.3.5 按动态品质（或通频带）核验电动机
• 4.3.6 选定电机
• 4.4 电动舵机结构设计
• 4.5 驱动器结构设计
• 4.6 控制电路设计
• 4.6.1 PID控制电路
• 4.6.2 三角波发生电路
• 4.6.3 PWM调制电路
• 4.6.4 舵机系统启动电路
• 4.7 功率放大器结构设计
• 4.8 角度传感器的选取
• 4.9 本章小结
• 第5章 模拟装置的绘制与仿真分析
• 5.1 模拟装置技术概述
• 5.2 利用UG三维设计软件模拟装置绘制
• 5.2.1 模拟装置绘制
• 5.2.2 模拟装配
• 5.3 仿真与分析
• 5.3.1 系统仿真
• 5.3.2 仿真试验
• 5.4 样机测试
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历