电动舵机技术在国内外的制导弹药上均已有广泛运用，电动舵机技术的进步 与电机技术、减速器技术、控制科学以及半导体技术的发展密不可分。作为一种 位置伺服系统，舵机广泛运用于航空航天领域中的飞机、火箭、导弹等系统中。 军方对弹药射击精度要求的不断提高，促使着舵机系统向小体积、轻质量、高承 载力和高精度方向不断发展，逐渐得到各国科研人员重视。电动舵机的使用可追溯到二战中美国研制的 C-1 自动驾驶仪，由于经济性能 好，被美、苏及法国用于导弹上，产品如苏联的萨格尔 AT 反坦克导弹和美国的 标准 RM-66/67 中远程舰空导弹[7-9]；自 20 世纪 70 年代初，随着美国电动作动器69448

（EPAD）计划的提出，揭开了对电动舵机深入研究的序幕[3]。新型稀土材料的使 用，不仅提高了舵机的功率质量比，传动效率和传动的可靠性也都得到了大幅提 高，使用的范围得到进一步扩大如法国 TSE500 近程舰空导弹、MM38 岸对舰导弹、 马特拉激光制导炸弹，美国的复仇者防空导弹、防空压制导弹（ADSM），瑞典的 便携式近程防空弹道等制导武器上。90 年代开始的微控制器技术的飞跃发展和 控制科学与技术的进步，电动舵机在制导弹药中已经占有的主导地位。这个阶段 的典型设计有如美国的战斧巡航导弹，俄罗斯的蝰蛇 R-77 空空导弹等，他们都 具有相当高打击精度，舵机系统无论是控制精度还是可靠性都有显著提高。为了 进一步提高作战环境下舵机的可靠性，双余度、多余度舵机系统受到越来越多研 究者的关注。论文网

1 舵机用电动机的研究现状

电机作为电动舵机的能量转换机构，对舵机系统性能影响重大。电机技术的 进步主要体现在两方面：一是功率质量比，二是可控性。新型稀土材料的使用和 无刷电机的研制，不断提高电机的功率质量比，降低电机固有惯性，提高电机的 响应速度；步进电机、伺服电机的研制极大提高了电机的可控性和精度；PWM 调 速技术的开发，进一步实现电机控制的数字化。现阶段舵机用电机正向直流、无 刷、PWM 控制的主流发展，但综合考虑成本和控制精度，有刷直流电机仍占有较 大的使用空间。

2 减速器的研究现状

传动与反馈装置的设计，是搭建舵机系统的基础。舵机传动减速器种类丰富， 有行星轮传动、谐波传动、滚珠丝杠传动、摆线针轮传动等方式。行星轮传动机 构源于德国，而后广泛运用于汽车行业等大功率高速传动场合，近年也不断运用 于精密仪器中需要低速大传动比的环节, 具有结构简单紧凑、大传动比、高承载 力、经济可靠等优点，得到广泛运用[10,13,15]；谐波传动利用柔性齿轮弹性变形完 成力与运动的传递，它具有精度高、效率高、质量轻、体积小、可封闭传动的特 点[16-18]；摆线针轮减速器技术具有结构紧凑质量轻、传动比大、传动效率高、运动平稳无噪以及寿命长的五大特点，但加工设计难度，成本高[19,23]。舵机系统视 成本和体积限制，选择各有不同，其中行星轮减速器因其精度、体积、成本的综 合优势得到广泛运用。

3 控制器的研究现状

舵机的硬件平台搭建完毕后，需要控制系统进行综合配置，达到整体的协调 一致。舵机的控制回路可以独立为开环、单闭环、双闭环以及三闭环结构，其中 以三闭环结构控制精度最高而结构较复杂。由于舵机系统存在非线性和强耦合性 质，为满足动态特性，一般常采用电流-位置双环或者电流-位置-速度三环结构 [20,21]。数据信号处理芯片（DSP）在舵机系统中得到广泛运用，其中以 TI 公司的 TMS320F 系列最为普遍，数据处理器性能的提高，为各种智能控制算法在舵机控 制过程中的运用提供了可能。PID 控制作为一种简单高效的控制算法，在控制系 统中得到了广泛的运用。舵机系统工作环境具有时变性和强扰动的特点，传统 PID 控制难以达到控制要求，各种新型的变参数控制策略得到不断发展。基于模 糊自整定 PID 的控制策略、基于模型辨识的控制策略、基于新型自抗扰控制控制 策略等方法得到实际运用。现阶段 PID 控制以其简单可靠的特点占据主流地位， 各种基于 PID 控制的变参数整定的方法不断得到创新，包括模糊控制、神经网络 控制、多智能体控制、专家控制系统等在内的智能控制技术不断得到实际运用