電動(dòng)舵機(jī)伺服控制系統(tǒng)是導(dǎo)彈和制導(dǎo)炸彈等彈上控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件。本文研究的一種新型的小型化高精度電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng),包括舵機(jī)結(jié)構(gòu)組成和伺服控制部分。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,研發(fā)了具有緊湊型、高帶寬、低功耗等特點(diǎn)的直流無刷電動(dòng)舵機(jī)伺服控制系統(tǒng),經(jīng)過仿真和原理樣機(jī)驗(yàn)證,實(shí)際指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。本文采用的錐齒與直齒相結(jié)合的減速傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)了電動(dòng)舵機(jī)的結(jié)構(gòu)本體部分。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)系統(tǒng)的小型化設(shè)計(jì),提高了系統(tǒng)的帶寬,實(shí)現(xiàn)了小角度的精確跟蹤、快速響應(yīng)和較大的承載能力。建立了電動(dòng)舵機(jī)伺服系統(tǒng)的仿真模型,模型考慮了傳動(dòng)間隙和傳動(dòng)摩擦的影響。通過對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的分析研究,推導(dǎo)了基于直流無刷電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成機(jī)械運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,并據(jù)此對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化。根據(jù)電動(dòng)舵機(jī)的原理和控制特性,基于FPGA的電動(dòng)舵機(jī)控制系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)電動(dòng)舵機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)PID控制器,驗(yàn)證了該控制算法的有效性。完成了電動(dòng)舵機(jī)原理樣機(jī)的開發(fā)和測試,樣機(jī)的負(fù)載力矩達(dá)到20N·m,靈敏度為0.05°,驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)方案的可行性和正確性。

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究概況
    1.3 主要研究內(nèi)容
2 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.1 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)組成
    2.2 主要技術(shù)指標(biāo)
    2.3 電動(dòng)舵機(jī)減速器設(shè)計(jì)
        2.3.1 傳動(dòng)形式
        2.3.2 齒輪總體設(shè)計(jì)
        2.3.3 減速比確定
        2.3.4 各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算
        2.3.5 錐齒輪設(shè)計(jì)
        2.3.6 圓柱齒輪設(shè)計(jì)
        2.3.7 輸出軸設(shè)計(jì)
    2.4 電機(jī)設(shè)計(jì)
        2.4.1 電機(jī)選型
        2.4.2 電機(jī)性能核算
    2.5 電位器設(shè)計(jì)
    2.6 總體結(jié)構(gòu)
        2.6.1 舵機(jī)本體結(jié)構(gòu)
        2.6.2 舵機(jī)控制器結(jié)構(gòu)
        2.6.3 舵機(jī)總體結(jié)構(gòu)
    2.7 本章小結(jié)
3 電動(dòng)舵機(jī)伺服控制系統(tǒng)建模仿真與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
    3.1 電動(dòng)舵機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立及系統(tǒng)仿真
        3.1.1 模型的建立
        3.1.2 傳遞函數(shù)計(jì)算
        3.1.3 仿真驗(yàn)證
    3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與硬件實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        3.2.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
4 電動(dòng)舵機(jī)試驗(yàn)分析
    4.1 測試系統(tǒng)
        4.1.1 測試工裝及測試設(shè)備
        4.1.2 計(jì)算機(jī)和全自動(dòng)化測試軟件
    4.2 測試數(shù)據(jù)
        4.2.1 空載指標(biāo)測試
        4.2.2 加載指標(biāo)測試
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3764911