第五章舵系统设计.ppt

当高压油从左腔进入作动筒，则活塞在压差 作用下，向右移动，反之向左 作动筒内流量Q与活塞运动速度成正比 作用在活塞上的力与作用在活塞两边的压差成正比 2）活塞和连杆的直径计算 活塞上的压差建立的主动力，除克服负载的等效阻力外，还需克服摩擦力，所以 * 舵系统; 控制导弹舵面或副翼偏转的伺服系统， 舵系统是自动驾驶仪的一个重要环节， 特点是； 惯性大、功率强和非线性因素比较明显的一个复杂环节．它对自动驾驶仪的性能，有重大影响． 四 舵系统的工作原理 不同舵系统的具体结构和控制方法各异， 但工作原理大致相同．现以液压舵系统为例， 说明工作原理．图4—1是液压舵系统原理方框图。 4.1舵系统原理 图4—1 液压舵系统原理方框图。 系统；由综合大器、液压舵机及反馈电路组成。 综合放大器的作用；是对输入信号 和反馈信号 进行比较，产生误差信号 并进行电压放大和功率放大，给电液伺服阀的力矩马达绕组输送差动电流 液压舵机组成；由电液伺服阀、作动筒以及反馈电位计组成(见图4—2)．电液伺服阀中带永久磁铁的极化式力矩马达与双喷嘴档板构成前置放大级，二级采用力反馈式液压滑阀放大器． 图4—2 液压舵机工作原理图 1一控制线圈； 2一导磁体， 3一弹簧管： 4一磁钢；5一衔铁； 6一档板； 7一喷咀， 8一反馈杆： 9一滑阀10一固定节流孔； 11一阀体， 12--~油阻尼孔；13一油滤； 14一作动简， 15一活塞杆(连杆)；16一反馈电位计； 17一回油； 18一进油． 作动筒采用双向作用的直线位移式作动筒．液体流量是与作动筒活塞线速度成正比．活塞的直线往复运动通过操纵机构变成舵面的旋转运动．反馈电位计装在作动筒内，电刷由舵机的活塞杆(以下称连杆)带动，与活塞线位移成正比的反馈电位计输出信号 在综合放大器中与输入信号 进行综合 当 ＝0时，综合放大器输出的差动电流 力矩马达的衔铁不偏转，档板处于中立位置，两喷嘴腔中压力相等，即 ： 阀芯两端作用的压力相等．阀芯处于零位(即滑阀开度为零)．因此输出流量Q＝o，作动筒中，活塞两端压差为零，即 于是活塞不动， 假定差动电流 在力矩马达控制线圈中产生的磁通 的方向如图4—2所示，在气隙a，d中， 与永久磁铁磁通 方向相反，因而互相削弱的； 在气隙c，b 中 与 同向，因而相互加强．合力矩使衔铁绕回转中心(弹簧管的中心)逆时针转一个角度，使右喷嘴与档板的间隙减小，左喷嘴与档板的间隙则增加，于是 ，滑阀左移，高压油进入作动筒左腔，活塞上压差为 ，推动活塞右移，使舵面转．滑阀左移的同时， 推动反馈杆顺时针旋转，衔铁以顺时针方向力矩与信号力矩平衡，此时滑阀左边的开口量与信号成正比，而进入作动筒的流量又与滑阀开口量成正比．；在活塞右移的同时，由反馈电位汁输出一个与连杆位移成正比的反馈信号 ，当 时， 在力反馈的作用下，衔铁回到中立位置，从而使滑阀回到中立位置，于是活塞就不再移动．舵面偏转一个与 相对应的正角度． 同理，当 相对应的负角度． 4.3 舵系统设计的一般要求 （1）一般要求 1) 应满足控制系统提出的最大舵偏角 。和空载最大舵偏角速度 的要求． 2) 应能输出足够大的操纵力和操纵力矩，以适应外界负载的变化，并且在最大气动铰链力矩状态下，应具有一定的舵偏角速对舵面反操纵作用，应具有有效的制动能力(或称刹车能应具有足够的带宽，以满足弹上飞行控制系统的需要．体积小、质量轻、比功率大、成本低、可靠性高及使用维护 (2) 设计中应考虑的问题 除上述一般要求外，随着驾驶仪的不同，以及导弹的战术技术指标不同，舵系统设计中应考虑问题的侧重面也就不同．在具体设计中应有针对性．设计中常常会遇到下述需要解决的问题． 1) 采用哪些类型的舵系统最为有利?这取决于对舵系统的具体要求；弹上提供的能源类型，执行机构在弹上布局的空间大小；可供选择的执行元件系列；国内生产水平和工艺水准；产品的继承性． 2) 采用哪种反馈形式?反馈从何处引出? 对中、远程防空导弹，通常采用液压或气压舵系统，而且均采用位置反馈． 对近程防空导弹，多采用电动舵系统或燃气舵系统．反馈方式常采用舵偏速度反馈，或气动铰链力矩反馈，或者舵面做成特殊形状，不用反馈，开路工作． 反馈从何处引出比较合理，也值得注意．从图4—3可以看出，对中、远程防空导弹，由于操纵机构(包括舵面)惯量大、刚度低，属于阻尼很