[自动飞控] 第2章舵机与舵回路

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第2章舵机与舵回路

2.1 舵机的工作原理

2.1.1 电动舵机

2.1.2 液压舵机

2.2 舵面负载及其对舵机工作的影响

2.2.1 舵面的负载特性

2.2.2 电动舵机的动特性

2.2.3 液压舵机的动特性

2.2.4 铰链力矩对舵机动特性的影响

2.3 舵回路的基本类型及特点

2.3.1 舵回路的构成

2.3.2 舵回路的基本类型

2.4 舵机特性对舵回路的影响

实际舵回路中的舵机功率有限,并有间隙饱和等非线性因素,本节讨论舵机特性对舵机回路工作的影响。

2.4.1 舵机功率对舵回路的影响

即在一定飞行状态下,最大舵偏角正比于舵机的最大输出力矩,与舵回路的输入无关。在负载情况下,舵机的功率影响舵回路的静特性,其线性范围随舵机功率减小而变窄。

可见,当输入幅值m U 为常值时,鼓轮偏角的幅值仅与舵回路频率特性有关,是角频率 的函数。给定不同输入电压幅值,按式(2-37)可分别画出图 2.12 所示舵回路输出(即鼓轮偏角)随角频率 变化的对数频率特性曲线(见图 2.19)。图 2.19 中的曲线 1、2、3 和 4 是在输入电压1 m U 、2 m U 、3 m U 和4 m U 作用下输出偏角幅频特性曲线,分别对应的稳态输出偏角k  =2.5o、5o、10o和 15o。由图可见,在输入幅值一定时,鼓轮转角k  随角频率变化。角频率一定时, k 随输入电压幅值增加而增大。还可看出,舵回路的通频带(即图中b )与输入电压的幅值无关。由图可见,舵机功率一定时,输入电压越大,舵回路的动态响应越慢;输入一定时,舵机功率越大,动态响应越快。综上所述,舵机功率对舵回路的工作有很大影响。负载情况下,舵回路静态性的线性范围随舵机功率增加而增大;输入一定情况下,舵回路的通频带随舵机功率增大,动态响应加快。因此,在选用舵机时,应考虑其功率对舵回路的影响。

2.4.2 舵机传动机构间隙对舵回路的影响

舵机的机械传动机构中的间隙具有非线性特性。在舵机设计中,虽然总是力图使连接件紧密配合 , 间隙仍是不可能完全消除 , 对舵回路影响很大 , 严重时 , 舵回路将不能正常工作。

由以上可知,间隙对舵回路的工作影响很大,间隙所在的位置不同,对舵回路的影响也不同。反馈回路中的传动间隙影响尤为严重,会增大舵回路的延迟时间,增大静差,降低舵回路的稳定性,引起舵回路的输出在零值附近持续振荡(极限环),严重时,舵回路将无法正常工作。为了减小反馈回路中的传动间隙 , 避免舵回路振荡 , 在电动舵机内采用了双片齿轮。

第2章 舵机与舵回路