第３ ４卷
第 ９期
四 川 兵 工 学 报
２ ０ １ ３年 ９月
【 武器装备理论与技术 】
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电动 舵 机 系统 建模 及 控 制算 法
潘 大 夫
（ 安徽东风 机电科技股份有 限公 司 ， 合肥 ２ ３ ０ ０ ２ ２ ） 摘要 ： 舵机是导 弹控 制系统重要执行机构 ， 其 性能直接影 响导弹命中精度 ； 为 了提高舵机 系统跟踪 精度与 带宽 ， 对直 流无刷 电动舵机系统分析 、 建模 ， 设计经 典 Ｐ Ｉ Ｄ控制器 与指 数趋 近律滑模 控制器 ； 系统仿 真表 明 ： 滑模变 结构控制器
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先进控制方法 纷纷 引入舵 机 控制 ， 并取 得重 要应 用 。其 中，
１ 电 动 舵 机 系统 设 计
电动舵机系统是控制导弹舵面偏转 的伺服 系统 ， 主要 由 舵机 控制器 、 Ｐ ＷＭ 功率模 块 、 伺服 电机 、 减 速器 和 角位 置传
电动舵机系统设 计 的难点 集 中在机 械传 动机 构 的设 计
制造和系统控制方法 。在机械 传动机构 部分 ， 通常将 电机输
在 电动舵机控制方面具有优 良的动态品质 ， 满 足舵系统指标要求 。
关键 词 ： 舵机 ； 直流无刷 电机 ； 系统建模 ； 滑模控制
中图分类号 ： Ｔ Ｊ ７ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６— ０ ７ ｏ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ ａ ｉ ｔ ｓ ｆ ｉ ｎ ｅ ｌ ｙ ，ａ ｎ ｄ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｏ ｒ ；ｂ ｒ ｕ ｓ ｈ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｄ Ｃ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ；ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ；ｓ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
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辨识 、 物理实现简单 等优 点 ， 在 电动舵机 控制 方面具 有独 特
的优 势 。因此 ， 本文 以某 电动舵机 为对 象 ， 进行 系统建 模 与分析 ， 设 计 出满足指标要求 的滑模控 制器。
质量 轻 、 输 出力 矩大 、 易维护等优 点 ， 逐 步成为 导弹舵机 发展
的 主 要 方 向 ， 。
舵 机的作用是驱动舵 面偏转 ， 控制 导弹 的飞行姿态 和弹 道… 。随着 导弹性能不断提高 ， 对舵机系统 的要 求也越 来越 高， 包括 对舵机 体积 、 质量、 承载 能力 ， 以及对 控制性 能 的要
求 。基于直流无刷 电机 （ Ｂ Ｌ Ｄ Ｃ Ｍ） 的舵 机 系统 具有 体 积小 、
出经若干级减速 放大 后驱 动舵轴 偏转 。常用 减速 方式 有行
星齿轮减速 、 谐波齿轮减速 、 蜗 轮蜗杆机 构减速 、 滚珠 丝杠副
感器 （ 反馈 电位计 ） 等部分组成 ， 如图 １ 所示 。
减速 等。其设计 目的都是尽量在满 足性 能条件下 ， 使执 行机 构体 积更小 、 效 率更高 。 Ｐ Ｉ Ｄ控制是工业控 制领域优 良的控 制方 法 ， 在 电动 舵机 控制领域也应用 广泛 ｊ 。模 糊控 制 、 鲁棒 控制 、 最 优控 制等
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