可控滚转舵系统的滚转减旋与控制关键技术研究

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简易修正弹药一直是一个研究热点。通过弹道修正机构来减小弹道偏差,提高弹药的精确度和打击效率,通常要求弹丸旋转速度较低。论文主要研究了一种可控滚转舵机的滚转减旋与控制技术,该技术的实现基于一种弹丸头部与弹身用轴承连接,弹丸头部的可控滚转舵机有两对舵片,一对舵片对称布局产生修正力,另一对舵片差动布局减少滚转速度的简易修正机构。为了实现可控滚转舵机的滚转减旋与控制技术的要求,主要完成了以下工作:针对设计要求,首先对可控滚转舵机的结构组成、作用原理进行了分析,并分析了其受力情况主要包括滚转舵片形成的滚转力矩和在弹身高旋下连接轴承产生的摩擦阻力矩等,推导出了包含弹丸头部的转速和修正舵片位置角的滚转力矩输出公式,并进行了理论验证。其次,设计了一种舵机系统,主要包括DSP控制器及相关电路,直流力矩电机和机械传动结构等。建立了直流力矩电机的理论模型,进行了可控滚转舵机在不同滚转舵偏角和不同马赫数下的修正力、阻力、滚转力矩的气动仿真,得出不同情况下的修正力系数表和滚转力矩系数表。最后,搭建了以DSP控制器为核心的硬件电路和电机驱动电路,运用MATLAB的SIMULINK和SISO Tool工具设计了舵机控制器的电流环、速度环、位置环的三环闭环算法,对得到的传递函数离散差分后写入DSP控制器,并设计了舵机控制系统的其他模块。可控滚转舵系统的实验结果表明:系统能达到设计指标要求,设计方案可行。
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