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液压舵机作为飞行控制系统的执行机构,是机、电、液高度耦合的复杂系统,也是故障率较高的环节。它的性能及可靠性的好坏直接影响着飞行控制系统乃至整个飞行器的性能及可靠性。随着飞行控制系统的发展,飞行控制系统的研究焦点将逐渐向舵机部分的研究转移。本文以液压舵机为研究对象,以工程研制为背景,建立了液压舵机液压控制系统的数学模型,通过建立液压舵机的虚拟样机来完成了液压舵机的机电液一体化建模,对其机械系统ADAMS模型进行机构动力学分析,利用虚拟样机对液压舵机进行机液和机电液联合仿真,分析舵面在不同输入下偏转角度、响应时间、液压系统流量和压力的变化曲线以及机械系统中转动副力矩和速度的变化,最后利用有限元方法和ANSYS软件对舵机的本体结构进行动力学分析,并得到模态分析和瞬态分析结果,对舵机结构的改进提供参考。(1)对液压舵机的液压控制系统进行数学建模,为液压舵机虚拟样机的建立和一体化建模提供参考。(2)利用ADAMS软件提供的模型转换工具MECHANISM/Pro程序将液压舵机机械系统模型由Pro/E软件导入到ADAMS软件中。由于舵机的Pro/E模型非常复杂,因此将模型简化、添加必要约束后导入的到ADAMS软件中,在ADAMS中对舵机的ADAMS模型进行机构动力学分析并验证该模型的正确性,之后利用ADAMS软件的液压模块ADAMS/Hydraulics建立与舵机机械系统ADAMS模型相结合的液压系统,实现液压舵机模型的机液联合仿真。(3)通过建立液压舵机的虚拟样机来实现液压舵机的机电液一体化建模,利用ADAMS/Control模块将液压舵机的机液结合系统的ADAMS模型以adams_sub子函数的形式导入到MATLAB/Simulink中,并在MATLAB/Simulink中建立液压舵机控制系统的数学模型,从而实现液压舵机的机电液联合仿真。根据机电液联合仿真对舵机在不同控制信号输入下的响应曲线进行分析,如机械系统各部件的力矩、速度、偏转角度,液压系统的流量、压力,控制系统的响应时间及响应曲线等。最后,本文利用有限元方法和ANSYS软件对舵机的本体结构进行模态分析和瞬态分析,为舵机结构的改进提供参考和依据。本文的研究方法和研究结果具有较重要的学术和工程实用价值,对液压舵机的研制与改进具有一定的指导意义。