机电作动器系统设计及动态特性研究.pdf

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1、液压气动与密封／2014年第06期doi：lO．39694．issn．1008—0813．2014．06．007机电作动器系统设计及动态特性研究张阳阳，尹成斌，邢继峰(海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033)摘要：针对舰艇上现有的液压作动器系统体积较大，安装、维护比较复杂的问题，设计一套机电作动器系统，以取代液压作动器系统。首先进行机电作动器系统方案的设计，根据所需推力及寿命要求。合理设计电动缸的结构。建立机电作动器的AMESim模型．仿真分析其跟踪性能以及刚度对跟踪性能的影响，并从实验的角度分析研究它的

2、动态特性通过与液压作动器进行对比．发现机电作动器不但结构简单紧凑。体积小，而且动态性能明显优于液压作动器关键词：机电作动器；电动缸；仿真；动态特性中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2014)06—0026—03DesignandDynamicCharacteristicsStudyofElectromechanicalActuatorSystemZHANGYang-yang，YINCheng-bin，XING五_厂eng(CollegeofPowerEngineering，Nava

3、lUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Aimattheproblemthatthehydraulicactuatorsystemonthesubmarinenowisbiganddifficulttoinstallandmaintain，designanelectromechanicalactuatorsystemtoreplaceit．Firstdesignthesystemprojectoftheelectromechanicalactuato

4、r．Basedontherequirementsofloadandlife，designedthestructureofelectriccylinder．Analysisthetailperformanceandhowcanrigidityafectitthroughsimulation．Then，analyzethedynamiccharacteristicsofitthroughexperiments，andmadecomparisonwithhydraulicactuator．Itcanbefoundtha

5、tnotonlytheelectromechanicalactuatorissimplerinstructure，smallerinvolume，butalsoitsdynamiccharacteristicsisbetterthanhydraulicactuator．Keywords：electromeehanicalactuator；electriccylinder；simulation；dynamiccharacteristics0引言1方案设计舵机是舰艇控制系统的重要组成部分．舵机系统根据机电作动器主要功

6、能是提供较大推力并实现的性能对舰艇的操纵性和控制性甚至生命力都有重要位置控制的特点．机电作动器系统方案设计如图1所影响。常用的舵机系统可分为电动舵机．液压舵机和气示，系统由控制器、伺服驱动器、交流伺服电机、减速动舵机。到目前为止，舰艇上绝大多数采用液压舵机系机、电动缸和光栅尺位移传感器组成。统，虽然此类系统可以通过加装蓄能器等手段减小所需电机功率，并能实现快速响应，但系统结构复杂．存在泄漏问题，而且体积较大，系统动态误差较大。机电作动器经过几十年的发展，技术越来越成熟，在控制精度、动态响应速度等方面都达到了较高的

7、水平，更重要的是机电作动器与液压舵机相比．体积较小，这对节省舰艇空间。提高舰艇的作战能力有重要意三相380V两相220V图1系统原理图义；并且系统动态误差小．有利于提高舰艇的操纵性能。此外，机电作动器结构简单、线路铺设容易、维修方交流伺服电机作为机电作动器系统的动力单元．便。因此，研究能够用于替代舰艇液压舵机的机电作动不仅可控性好，而且控制精度高：电动缸作为系统的执器系统意义重大行机构，采用滚珠丝杠副传动，摩擦小、发热少、动态误差小，位置控制精确。机电作动器系统的机械结构主要由交流伺服电收稿日期12013—10—

8、08作者简介：张阳阳(1989一)，男，河南洛阳人，硕士研究生．研究方向为舰机、减速机和电动缸组成，其结构简单、紧凑，整体结构船机电系统自动化与智能控制。如图2所示26液压气动与密封／2014年第06期doi：l0．3969~．issn。1008-0813．2014．06．008试验设计与加权评分方法在润滑油配方研究中的应用杜雪岭，陈惠卿，水琳(中国石油化工股份有限公司润