本文關(guān)鍵詞：某舵機負(fù)載模擬系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：舵機作為航行控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,在船舶、飛機和導(dǎo)彈等領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。本文研究的舵機便是針對制導(dǎo)導(dǎo)彈設(shè)計的,其原理是按照控制指令信號驅(qū)動舵面偏轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)飛行姿勢和軌跡的控制。因此舵機系統(tǒng)性能的好壞直接影響導(dǎo)彈擊中目標(biāo)的精密度、可靠性以及穩(wěn)定性。因此,對導(dǎo)彈舵機的各種性能指標(biāo)參數(shù)的測試是非常重要的,為了準(zhǔn)確測得舵機的性能參數(shù),需要在有限的條件下對舵機進(jìn)行負(fù)載模擬,本文就是在此環(huán)境下選題的。由于本文的測試要求需結(jié)構(gòu)簡單、精確度高,所以設(shè)計了一套機械式的負(fù)載模擬器,由于傳統(tǒng)的機械式負(fù)載模擬器體積龐大,而且不能實現(xiàn)任意力的加載,所以本文對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化實現(xiàn)了精確度高的指標(biāo),還彌補了機械式負(fù)載模擬器加載任意力的缺點。本文針對負(fù)載模擬器設(shè)計中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:首先,本文對現(xiàn)已有的負(fù)載模擬器進(jìn)行了大量的考察和研究,針對本課題要測試的舵機指標(biāo)提出了一套完整的設(shè)計方案,包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局,系統(tǒng)的硬件組成等。在系統(tǒng)的機械機構(gòu)設(shè)計方面,本文針對每一個可能對舵機性能測試造成影響的因素進(jìn)行了詳細(xì)的尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對其中的關(guān)鍵部件進(jìn)行了ANSYS靜力學(xué)分析和整體的模態(tài)分析,完成了整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計部分。其次,對負(fù)載模擬系統(tǒng)和舵機系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立,通過Simulink仿真分析了影響系統(tǒng)性能的因素,在系統(tǒng)設(shè)計中加以優(yōu)化。最后,在所設(shè)計的自負(fù)載模擬測試系統(tǒng)上對舵機的各種特性進(jìn)行了測試實驗,并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。在本文的末尾總結(jié)了本課題的研究內(nèi)容,介紹了本課題的研究成果,提出了今后還應(yīng)改進(jìn)的問題,并對未來進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：舵機 負(fù)載模擬器 測試系統(tǒng) 數(shù)學(xué)模型 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 舵機負(fù)載模擬系統(tǒng)概述10-13
• 1.2.1 負(fù)載模擬器分類11-12
• 1.2.2 控制器件12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國外負(fù)載模擬器研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內(nèi)負(fù)載模擬器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容15-16
• 2 負(fù)載模擬系統(tǒng)總體設(shè)計16-24
• 2.1 前言16
• 2.2 技術(shù)指標(biāo)要求16-17
• 2.3 加載部分方案設(shè)計原理17-18
• 2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計方案18-23
• 2.4.1 系統(tǒng)組成19-20
• 2.4.2 加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案20-21
• 2.4.3 加載系統(tǒng)臺體設(shè)計方案21-23
• 2.4.4 系統(tǒng)實現(xiàn)功能23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及有限元分析24-44
• 3.1 引言24
• 3.2 傳動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計24-28
• 3.2.1 材料選取24-25
• 3.2.2 估算軸的基本直徑25-26
• 3.2.3 軸的結(jié)構(gòu)及定位設(shè)計26
• 3.2.4 軸的強度校核計算26-28
• 3.3 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計28-32
• 3.3.1 聯(lián)軸器的類型選擇28-29
• 3.3.2 聯(lián)軸器的改進(jìn)設(shè)計29-32
• 3.4 加載支架結(jié)構(gòu)設(shè)計32-35
• 3.4.1 獨立支架方案設(shè)計32-34
• 3.4.2 整體支架方案設(shè)計34-35
• 3.5 扭簧結(jié)構(gòu)設(shè)計35-39
• 3.5.1 扭簧材料選擇35-36
• 3.5.2 扭簧設(shè)計方案分析36-38
• 3.5.3 扭簧設(shè)計與計算38-39
• 3.6 其他零部件設(shè)計39-40
• 3.7 關(guān)鍵零部件的有限元分析40-43
• 3.7.1 有限元分析簡介40
• 3.7.2 安裝支架應(yīng)力分析40-41
• 3.7.3 扭簧應(yīng)力分析41
• 3.7.4 扭矩傳感器應(yīng)力分析41-42
• 3.7.5 系統(tǒng)連接體模態(tài)分析42-43
• 3.8 本章小結(jié)43-44
• 4 運動模型建立及分析44-61
• 4.1 引言44
• 4.2 舵機的數(shù)學(xué)模型44-51
• 4.2.1 驅(qū)動電機建模44-48
• 4.2.2 內(nèi)部角度采集傳感器建模48-49
• 4.2.3 內(nèi)部減速器建模49
• 4.2.4 內(nèi)部驅(qū)動器建模49-51
• 4.3 扭矩傳感器建模51-52
• 4.4 扭簧建模52
• 4.5 慣量建模52-54
• 4.6 運動控制模型分析54-60
• 4.6.1 Simulink簡介54-55
• 4.6.2 空載情況下舵機特性分析55-56
• 4.6.3 負(fù)載情況下舵機特性分析56-59
• 4.6.4 轉(zhuǎn)動慣量對系統(tǒng)特性的影響59
• 4.6.5 扭矩傳感器剛度對系統(tǒng)特性的影響59-60
• 4.7 本章小結(jié)60-61
• 5 負(fù)載模擬系統(tǒng)測試功能實現(xiàn)61-73
• 5.1 引言61
• 5.2 電氣部分實現(xiàn)61-65
• 5.2.1 舵機供電系統(tǒng)設(shè)計61-62
• 5.2.2 電控組合箱設(shè)計62-63
• 5.2.3 信號調(diào)理箱設(shè)計63-64
• 5.2.4 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計64-65
• 5.3 軟件部分實現(xiàn)65-72
• 5.3.1 軟件實現(xiàn)功能66
• 5.3.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)組成66-67
• 5.3.3 系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計67-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 測試實驗及結(jié)果分析73-81
• 6.1 實驗方法及流程73-74
• 6.2 實驗結(jié)果分析74-80
• 6.3 本章小結(jié)80-81
• 7 總結(jié)和展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果88-89
• 致謝89-90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1053687