發(fā)布時間：2023-03-19 08:20

　　電動舵機伺服控制系統(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舵機系統(tǒng),包括舵機結(jié)構(gòu)組成和伺服控制部分。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求,研發(fā)了具有緊湊型、高帶寬、低功耗等特點的直流無刷電動舵機伺服控制系統(tǒng),經(jīng)過仿真和原理樣機驗證,實際指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)要求。本文采用的錐齒與直齒相結(jié)合的減速傳動方案設(shè)計了電動舵機的結(jié)構(gòu)本體部分。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù),實現(xiàn)了舵機系統(tǒng)的小型化設(shè)計,提高了系統(tǒng)的帶寬,實現(xiàn)了小角度的精確跟蹤、快速響應(yīng)和較大的承載能力。建立了電動舵機伺服系統(tǒng)的仿真模型,模型考慮了傳動間隙和傳動摩擦的影響。通過對舵機系統(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作為伺服驅(qū)動機構(gòu)將電信號轉(zhuǎn)變成機械運動的數(shù)學(xué)模型,并據(jù)此對控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化。根據(jù)電動舵機的原理和控制特性,基于FPGA的電動舵機控制系統(tǒng)平臺對電動舵機的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,設(shè)計電動舵機系統(tǒng)PID控制器,驗證了該控制算法的有效性。完成了電動舵機原理樣機的開發(fā)和測試,樣機的負(fù)載力矩達(dá)到20N·m,靈敏度為0.05°,驗證了本文設(shè)計方案的可行性和正確性。

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：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 電動舵機系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 電動舵機系統(tǒng)組成
    2.2 主要技術(shù)指標(biāo)
    2.3 電動舵機減速器設(shè)計
        2.3.1 傳動形式
        2.3.2 齒輪總體設(shè)計
        2.3.3 減速比確定
        2.3.4 各軸轉(zhuǎn)矩計算
        2.3.5 錐齒輪設(shè)計
        2.3.6 圓柱齒輪設(shè)計
        2.3.7 輸出軸設(shè)計
    2.4 電機設(shè)計
        2.4.1 電機選型
        2.4.2 電機性能核算
    2.5 電位器設(shè)計
    2.6 總體結(jié)構(gòu)
        2.6.1 舵機本體結(jié)構(gòu)
        2.6.2 舵機控制器結(jié)構(gòu)
        2.6.3 舵機總體結(jié)構(gòu)
    2.7 本章小結(jié)
3 電動舵機伺服控制系統(tǒng)建模仿真與設(shè)計實現(xiàn)
    3.1 電動舵機數(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)計算
        3.1.3 仿真驗證
    3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計與硬件實現(xiàn)
        3.2.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
        3.2.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
4 電動舵機試驗分析
    4.1 測試系統(tǒng)
        4.1.1 測試工裝及測試設(shè)備
        4.1.2 計算機和全自動化測試軟件
    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：3764911