早在20世纪60年代,国外就已经开始研制电动舵机,但在真正意义上开始深入研究电动舵机始于美国20世纪70年代提出的EPAD(Electrically Powered Actuation Design)计划。虽然早期的电动舵机具有较小的负载力矩,反应速度慢,执行精度低的缺点,但随着直流电机技术的不断发展,以及处理器不断的高性能话和晶体管的大功率话,电动舵机的各种性能都得到了极大的改善,所以正是由于这几方面的优势使得电动舵机在各类的飞行器的设计和研发中得到了广泛的应用。例如德国和法国联合研制的霍特反坦克导弹,法国的飞鱼NEVI-3 8,法国70年代的魔术8550空空导弹,美国“针刺”防空导弹,海湾战争中应用的美国的复仇者近程低空防控导弹和防空压制导弹(AD SM),瑞典的RB 5-70便携式近程防空导弹,法国马特拉激光制导炸弹,美国的战斧巡航导弹,还有90年代的俄罗斯的“蛙蛇”R-77, 2000年以后美国研制的“长钉”导弹,在这些高端的制导武器中都可以看到电动舵机伺服系统的影子。31357
虽然说我国对电动舵机的研究起步较晚, 并在技术上与国外存在一定的差距,但是在整体系统的设计,电机的选取以及数据的采集等方面也取得了一定的成果,例如在导弹方面红旗-7和海鹰均采用了先进的电动舵机系统,中航集团 18 所研制的电动舵机也都已成功应用在所生产的飞行器当中了。在各种样机的设计及开发方面,一些研究所和大学,例如上海103所,北京航空航天大学,西北工业大学,北京理工大学,洛阳 014中心,西安 705 所等也取得了一定的研究成果。论文网
随着各种先进武器的发展,未来也将会对舵机的各种性能的提出更高的要求,不仅需要减小其本身的体积与重量,增强其负载能力,最主要的还要提高其控制性能。通过大量的实验例子可以发现,对舵机伺服加载系统的研究和设计,其主体部分或是说最主要的是设计一个电动的伺服机构。纵观整个国内外舵机加载系统的发展现状可以很清晰的发现,这种系统主要是经历了机械式加载和电液式加载两个阶段。对于机械式加载,它是最先出现的,该加载主要是应用在飞行器负载模拟器中, 20 世纪 70 年代初,日本科学家首次建立了电液伺服负载模拟器,随后世界上又有许多国家相继研制出了转矩负载模拟器用来模拟飞行器舵面所受空气动力。在20世纪60年代以前,伺服系统的驱动方式主要是以功率步进电机直接驱动或者是步进电机驱动的液压伺服马达进行驱动,相应的在这种情况下其伺服系统的位置控制是开环控制。一直到60~70年代,研制出的直流伺服电动机迅速占领了伺服电机的市场,主要是在工业及相关领域获得了广泛的应用,因此在驱动系统是直流电机的情况下位置控制也由一开始的开环控制发展成为比较方便的闭环控制,80年代以来,随着电机电子和计算机技术的大力发展,从而使交流伺服系统的性能日新月异,也在很大程度上推动了交流伺服驱动技术的不断发展[4]。等到90年代,交流伺服系统基本上已经取代了开环伺服系统。21世纪,交流伺服系统不断发展和改进,其技术已经越来越成熟,目前使用的交流伺服技术已经成为了在工业自动化领域的核心技术之一。但是我国开发和研究交流伺服系统的时间比较晚,并且当时的主要研究力量还是主要集中在科研单位和高等院校等,并没有在企业或是个体中进行普及,当时的一些主要研究机构是北京机床所、中科院沈阳自动化所、西安微电机研究所等。80年代之后我国开始逐步进入工业领域,直到21世纪初,国内生产的主要伺服系统还是停留在小批量、应用面狭窄、高价格的格局,在技术水平和可靠性方面仍然是很难满足工业需要的。
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