第四章1舵機的工作原理

1、第四章第四章 舵機與舵回路舵機與舵回路舵機的工作原理舵機的特性分析l舵回路（伺服隨動系統(tǒng)）：按照指令模型裝置或敏感元件輸出的電信號操縱舵面，實現(xiàn)飛機角運動或軌跡運動的自動穩(wěn)定和控制。l執(zhí)行元件：舵機l負(fù)載：鉸鏈力矩l用途：改善舵機性能l方法：引入內(nèi)反饋電動舵機電動舵機l以電力為能源，通常由電動機（直流或交流）、測速裝置、位置傳感器、齒輪傳動裝置和安全保護(hù)裝置等組成。l控制方式 直接式：改變電動機的電樞電壓或激磁電壓，直接控制輸出軸的轉(zhuǎn)速和方向。 間接式：在電動機恒速轉(zhuǎn)動時，通過離合器的吸合，間接控制舵機輸出軸的轉(zhuǎn)速和方向。電動舵機電動舵機磁粉離合器間接控制的電動舵機人工/自動保護(hù)換向電動舵機電

2、動舵機l磁粉離合器的機械特性曲線l鉸鏈力矩的存在影響機械特性液壓舵機液壓舵機l以高壓液體為能源l按照作用分為： 液壓舵機：直接推動舵面偏轉(zhuǎn) 電液副舵機：通過液壓助力器帶動舵面偏轉(zhuǎn)電液復(fù)合舵機電液復(fù)合舵機l電液副舵機和液壓主舵機組裝而成l具有人工駕駛、自動控制、復(fù)合工作和應(yīng)急操縱等四種工作狀態(tài)l組成：電液副舵機、主舵機、電磁轉(zhuǎn)換機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)和復(fù)合搖臂等，為保證舵機的可靠性，用兩套獨立的液壓源供油。余度舵機余度舵機l電傳操縱系統(tǒng)中，駕駛員只通過電氣通道驅(qū)動舵面，其可靠性要求高。l多余度技術(shù)：有備份，用幾套相同的舵機組合在一起共同操縱舵面。余度舵機余度舵機l三套相同的電液副舵機，三套作動筒的活塞桿

3、同時連接在一根桿上，一起運動。l正常情況下，A“主動”lA故障，B變?yōu)椤爸鲃印眑B故障，C變“主動”舵面的負(fù)載特性舵面的負(fù)載特性l研究意義：飛行控制系統(tǒng)的性能很大程度上取決于舵機的性能。l研究方法：從負(fù)載入手分析舵面的負(fù)載特性，研究電動和液壓舵機的動特性及舵面負(fù)載對舵機性能的影響。舵面的負(fù)載特性舵面的負(fù)載特性l舵面的負(fù)載-鉸鏈力矩l主要由舵面偏轉(zhuǎn)引起l相同舵偏角產(chǎn)生的鉸鏈力矩隨飛行狀態(tài)改變，動壓Q越大，鉸鏈力矩越大，方向隨之改變。l通常舵面轉(zhuǎn)軸的位置設(shè)置在壓力重心的前面舵面的負(fù)載特性舵面的負(fù)載特性l動壓增大，鉸鏈力矩急劇增大。l為減小鉸鏈力矩，把舵面偏轉(zhuǎn)的位置設(shè)置在壓力中心變化范圍的中間。l壓

4、力中心線位于轉(zhuǎn)軸 后面時， ，鉸鏈力矩力圖使舵面恢復(fù)到中間位置。l反之， ，鉸鏈 力矩力圖使舵面繼續(xù) 偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)鉸鏈力矩 反操縱現(xiàn)象。舵機的動特性舵機的動特性l電動舵機的動特性電動舵機中電動機的機械特性非線性曲線，難以描述和分析采用線性化的方法研究平衡狀態(tài)附近的增量運動。將非線性機械特性曲線近似為斜率為B的線性機械特性曲線。B-輸入電壓為常數(shù)時，輸出力矩M對角速度w的偏導(dǎo)數(shù)。舵機的動特性舵機的動特性l電動舵機的動特性電動舵機中電動機的線性化力矩特性同樣，把電動舵機中電動機的力矩特性近似為斜率為A的線性力矩特性。舵機的動特性舵機的動特性l電動舵機的動特性磁粉離合器控制的間接式電動舵機原理方塊圖忽

5、略摩擦力矩的影響，電動舵機運動方程描述為：舵機的動特性舵機的動特性l電動舵機的動特性由上方塊圖可得 ，空載時電動舵機輸入電壓對鼓輪的傳遞函數(shù)：忽略時間常數(shù)TM：0B 舵機的動特性舵機的動特性l電動舵機的動特性舵面負(fù)載不為零時：負(fù)載情況下傳遞函數(shù)：忽略時間常數(shù)TM：減速增矩舵機的動特性舵機的動特性l電動舵機的動特性可見：磁粉離合器控制的電動舵機空載動特性可描述為兩個積分環(huán)節(jié)與一個慣性環(huán)節(jié)的串聯(lián)。電動舵機負(fù)載情況下的動特性可描述為一個二階無阻尼振蕩環(huán)節(jié)與一個慣性環(huán)節(jié)的串聯(lián)。近似分析中可忽略舵機的電氣時間常數(shù)TM。舵機的動特性舵機的動特性l液壓舵機的動特性有載動特性可描述為一個慣性環(huán)節(jié)和一個二階振蕩

6、環(huán)節(jié)的串聯(lián)。液壓舵機的空載動特性可描述為一個積分環(huán)節(jié)和一個二階振蕩環(huán)節(jié)的串聯(lián)。舵機的動特性舵機的動特性l鉸鏈力矩對舵機動特性的影響電動與液壓舵機的傳遞函數(shù)均包括鉸鏈力矩系數(shù) ，顯然負(fù)載鉸鏈力矩的變化會改變舵機的原有特性。假設(shè)電動舵機機械特性斜率B不為零，由方塊圖寫出其電動舵機負(fù)載傳遞函數(shù)：在鉸鏈力矩作用下，舵機傳遞函數(shù)中含有系數(shù) ， 隨飛行狀態(tài)而變化，致使舵機的動特性隨之變化。如果 0，出現(xiàn)鉸鏈力矩反操縱，傳遞函數(shù)中將包括一個不穩(wěn)定的二階振蕩環(huán)節(jié)，舵機工作將不穩(wěn)定。舵機的動特性舵機的動特性l鉸鏈力矩對舵機動特性的影響舵機的穩(wěn)態(tài)輸出值，在有負(fù)載時：有負(fù)載時，鼓輪的輸出轉(zhuǎn)角正比于輸入電壓，并與動壓 成正比。 其穩(wěn)態(tài)輸出也隨飛行狀態(tài)的變化而變化，當(dāng) 增大時穩(wěn)態(tài)偏轉(zhuǎn)角減小。鉸鏈力矩對舵機的動特性和靜特性均有很大影響，且隨飛行狀態(tài)不同而變化。課后習(xí)題課后習(xí)題l舵回路的用途是什么？通過什么方法實現(xiàn)？l舵機的分類？l余度舵機的工作原理？l磁粉離合器控制的電動舵機空載級負(fù)載情況下的動特性？l鉸鏈力矩對舵機動特性有何影響？人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書