舰炮随动系统几种特征频率及影响.pdf

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1、第36卷第2期2014年2月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．36．No．2Feb．．2014舰炮随动系统几种特征频率及影响吴宇航(中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南郑州450015)摘要：在进行舰炮随动系统设计时，与系统精度相关的主要有机电组合谐振频率、机械谐振频率、采样频率等。现代舰炮的发射率越来越高，为保证舰炮的射击精度，需要从系统的角度对舰炮几种频率及其关系进行综合研究。关键词：机电组合谐振频率；机械谐振频率；采样频率；闭环带宽；开环截止频率中图分类号：TJ39l文献标识码：A文章编号：1672—7649

2、(2014)02—0148一04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．02．031NaValgunserVosystem’sseVeralcharacteristicftequenciesandinnuencingWUYu—hang(The713ResearchInstituteofCSIc，zhengzhou450015，China)Abstract：Duringthedesignofnavalgunservosystem，therearesomecharacteristicfkquenciesrelatedwithsy

3、stemprecisionsuchaselectromechanicalresonancef壬equency，mechanicalresonancefbquencyandsamplingfbquency．Nowadaysnavalgun’rateoffirehasbecomemoreandmorequic“y．Inordertoensurenavalgun’s矗ringprecision，studyonthenavalgunseveralcharacteristicfbquenciesandrelationbetweenthemisneededbase

4、donthesenrosystem．Keywords：electromechanicalresonancefrequency；mechanicalresonancefrequency；samplingfbquency；close100pf}equency；openloopcut—offfrequencyO引言交流调速装置越来越多地应用于舰炮随动系统中，由于交流随动系统的带宽较高，受中、低频段的机电谐振影响较为明显，因此在构成高性能交流随动系统时必须对机电谐振问题给予足够的重视。在进行舰炮随动系统设计时，与系统精度相关的主要有机电组合谐振频率、机械谐振频

5、率、采样频率等。现代舰炮的发射率越来越高，为保证舰炮的射击精度，需要从系统的角度对舰炮的射击频率与随动系统开环截止频率的关系进行综合研究。1随动系统几种频率1．1系统开环截止频率∞，是系统开环对数幅频特性穿越0dB线的穿越频率，亦称开环截止频率。1．2闭环带宽系统闭环频率的特性的幅值衰减到一3dB时所对应的频率，称为闭环系统带宽角频率，用∞。表示。由零至带宽频率的一段频率范围称为频带宽度(简称带宽)或通频带。带宽与系统的调节时间有着密切的关系：∞。越宽，则t；越短。1．3机械谐振机械谐振是由负载和传动装置的材料、结构和尺寸等因素所决定，刚性越差机械谐振

6、频率越低，刚性越好机械谐振频率越高。可以根据谐振在结构中的位置将其分为2类：第1类为反馈回路内部的谐振，第2类为反馈回路以外的谐振。图1为1个做旋转运动的最简单的机构模型。它由刚度为如的惯性轴、转动惯量为几的惯性体、收稿日期：2013一03—05；修回日期：2013—03—18作者简介：吴宇航(1971一)，男，本科，高级工程师，从事舰炮随动系统研究设计工作。第2期吴宇航：舰炮随动系统几种特征频率及影响·149·=：===：=：===：：===============================================摩擦系数为F。的粘滞阻

7、尼组成。610和日。分别为旋转机械环节的输入角和输出角。图1旋转机构模型Fig．1Rotatingmachinemodel旋转机械环节的传递函数：吼(s)一1+彘巩5+霉s2：丁_兰-，(1)s‘+2孝工。口Ls+‘口：式中：孝。为机械谐振的阻尼系数；∞。为机械谐振的无阻尼自振角频率。彘2志，@’旷麦=层㈩虮2瓦2√万。p’这种由传动机构弹变形而产生的振荡即是机械谐振。1．4机电组合谐振在随动系统中，不可忽视地存在着机械传动装置的弹性变形和间隙，简单的办法是其将整个折算到输出轴上，图2为交流伺服电机和机械传动装置的力学模型示意图。。搿百#霉图2伺服电机

8、和机械传动装置的力学模型示意图Fig．2Thesketchmapofmechanicsmode