电动舵机模块化建模及动刚度仿真

• 作者: 卢晋 吴志刚 杨超
• 来源期刊: 北京航空航天大学学报
• 关键词: 电动舵机 建模 动刚度 气动伺服弹性 非线性
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 765-778
• 页数: 14页
• 分类号: V215.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0020

摘要

颤振是一种危险的气动弹性失稳形式,舵机动刚度对舵系统的颤振特性具有不可忽视的影响,因此舵机的精确建模与仿真分析十分有必要.针对此问题,提出了一种电动舵机模块化建模方法及动刚度计算机模拟方法.以"直流电机-减速齿轮-滚珠丝杠-拨叉副"典型结构的电动伺服舵机为对象,将其分解为具备核心功能的子模块,充分考虑了实际结构中可能出现的主要非线性因素,再根据子模块之间的连接关系来搭建整体的舵机模型.基于该舵机模型,提出了利用步进正弦扫频信号激励、最小二乘法数据处理得到动刚度的计算方法,并以某舵机为算例,开展了舵机主要线性参数及非线性因素对舵机动刚度影响的研究.电动舵机模块化建模方法通用性好,便于不同舵机的拓展.电机转子阻尼、减速器的传动比以及输出轴处的阻尼对舵机的动刚度影响很大,间隙、接触刚度和摩擦这3类非线性因素对舵机的动刚度特性也具有重要的影响.