本文以航彈舵機(jī)控制項(xiàng)目為應(yīng)用背景,設(shè)計(jì)滾珠絲杠電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng),并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及仿真。以經(jīng)典魯棒控制理論及現(xiàn)代滑模控制理論為基礎(chǔ),考慮舵機(jī)系統(tǒng)工作中存在的模型不確定性和外界擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能影響,研究了電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)魯棒觀測(cè)補(bǔ)償控制及滑模觀測(cè)補(bǔ)償控制。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面:1.以航彈舵機(jī)控制項(xiàng)目為應(yīng)用背景,根據(jù)所提的電動(dòng)舵機(jī)技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行滾珠絲杠電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng),包括舵機(jī)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、永磁直流伺服電機(jī)、反饋電位器等部件的設(shè)計(jì);2.簡(jiǎn)要分析舵機(jī)系統(tǒng)樣機(jī)特性,建立舵機(jī)系統(tǒng)各部分的數(shù)學(xué)模型,求解傳遞函數(shù),串聯(lián)舵機(jī)各環(huán)節(jié)以推導(dǎo)得出全電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。設(shè)計(jì)不完全微分PID控制器,分別進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)性能的仿真測(cè)試分析,驗(yàn)證基本控制器良好的控制性能;3.基于魯棒控制基本理論設(shè)計(jì)電動(dòng)舵機(jī)魯棒觀測(cè)補(bǔ)償控制。對(duì)電動(dòng)舵機(jī)伺服魯棒控制方法進(jìn)行研究:分析電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)不確定性和系統(tǒng)參數(shù)靈敏度,給出參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響大小的結(jié)論;設(shè)計(jì)魯棒觀測(cè)補(bǔ)償控制器,并對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的抑制效果進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)比仿真不同形式指令信號(hào)及外部負(fù)載條件下魯棒控制效果,驗(yàn)證魯棒觀測(cè)補(bǔ)償控制方法的有效性。舵機(jī)系統(tǒng)采用魯棒觀測(cè)補(bǔ)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

舵機(jī)三維模型圖

由滾珠絲杠減速機(jī)構(gòu)、永磁稀土無(wú)刷直流電機(jī)、角舵體等零部件組成。滾珠絲杠式電動(dòng)舵機(jī)的主要傳、螺母以及滾珠組成滾珠絲杠副。其實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的過(guò)的螺旋槽中反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)在這種機(jī)構(gòu)下器安裝時(shí)角度敏感軸與舵機(jī)輸出軸同軸，以精確測(cè)。舵機(jī)三維模型見圖 2-3，舵機(jī)系統(tǒng)三維模型見圖圖 2-3 舵機(jī)三維模型圖

圖 2-5 四路舵機(jī)三維模型外形圖.1 電機(jī)選用電機(jī)作為構(gòu)成舵機(jī)系統(tǒng)的主要機(jī)電部件，由于舵機(jī)系統(tǒng)是典型的機(jī)電系統(tǒng)，選取小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、高轉(zhuǎn)速的電機(jī)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速響應(yīng)的前提。制作的永磁無(wú)刷直流電機(jī)是同類力矩電機(jī)中性能較為優(yōu)越的一種，該速較高，動(dòng)態(tài)特性好，適用于舵機(jī)系統(tǒng)。在電源供給方面，永磁稀土比永磁交流電機(jī)控制相對(duì)方便、穩(wěn)定性高、使用相對(duì)廣泛。綜合分析小、輸出力矩、控制特性、輸出速度等要求，選擇使用永磁稀土無(wú)刷以滿足舵機(jī)動(dòng)態(tài)控制特性要求。根據(jù)總體要求，通過(guò)分析計(jì)算，舵機(jī)系統(tǒng)選用的 J32ZWX01 無(wú)刷直流要技術(shù)指標(biāo)如下：額定電壓：28V DC；額定轉(zhuǎn)矩：50m N m；額定電流：4.5A；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]滾珠絲杠式電動(dòng)舵機(jī)非線性分析及控制策略研究[D]. 張明月.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014



本文編號(hào)：3324400