[发明专利]一种电动舵机抗高频抖动方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动伺服系统控制技术，尤其涉及一种电动舵机抗高频抖动方法。

背景技术

随着导弹技术的不断发展和进步，导弹对电动舵机的要求不断提高，高动态、小体积、大功率是未来电动舵机的发展方向。由于电动舵机体积质量不断减小，其刚度也较低，容易产生机械谐振现象，另一方面，导弹电动舵机的工作环境及其严酷复杂，易受外界环境的影响，使舵面产生高频抖动现象，通过传感器反馈回路进入控制系统，高频信号会使系统中的控制量发生振荡，影响系统的稳定性，降低电动舵机性能，甚至有发生失效的风险。

为解决高频抖动对电动舵机的影响，目前主要是从提高传动机构的结构刚度和减小间隙方面来解决，由于电动舵机要求的体积越来越小，质量越来越轻，提高结构刚度十分困难，传动机构的间隙亦不能完全消除，因此都不能很好解决问题，所以必须对采取其他有效措施抑制高频抖动，提高电动舵机的可靠性。

发明内容

本发明提供一种电动舵机抗高频抖动方法，提高了结构滤波器的适应性，有效抑制了导弹电动舵机的高频抖动，同时降低了对低频段幅值衰减和相位滞后的影响，确保电动舵机的性能不受影响。

为了达到上述目的，本发明提供一种电动舵机抗高频抖动方法，包含以下步骤：

步骤S1、将结构滤波器串联接入电动舵机控制回路，令结构滤波器的输入端连接控制器的输出端，令结构滤波器的输出端连接电机的输入端；

结构滤波器的传递函数为：

式中，ω₁、ξ₁分别为二阶微分环节的角频率和阻尼系数；ω₂、ξ₂分别为二阶惯性环节的角频率和阻尼系数；

步骤S2、根据电动舵机的机械谐振频率点的变化范围，选定机械谐振频率的中心点作为结构滤波器的中心频率；

步骤S3、确定结构滤波器的衰减深度和频带宽度，增强电动舵机对谐振频率动态变化范围的适应性；

步骤S4、对结构滤波器的高频段幅值作衰减处理，增强对高频抖动的滤波效果。

所述的步骤S2中，确定结构滤波器的中心频率的方法具体包含：

设f₁、f₂为电动舵机的机械谐振频率散布点，且有f₁<f₂，选定f₃为机械谐振频率的中间点，且有f₁<f₃<f₂，令结构滤波器中的角频率ω₁＝ω₂＝2πf₃。

通过进行结构动力学联合仿真分析与电动舵机伺服系统模态试验确定电动舵机发生机械谐振的频率。

所述的步骤S3中，确定结构滤波器的衰减深度和频带宽度的方法具体包含：

确定结构滤波器中的阻尼系数

所述的步骤S4中，对结构滤波器的高频段幅值作衰减处理的方法具体包含：

在保证ω₂<2πf₃<ω₁，且中间频率点落在ω₁、ω₂之间的前提下，调节二阶微分环节角频率和二阶惯性环节角频率的比值当大于1时，比值越大，左侧幅值越大，比值越小，左侧幅值越小，从而实现高频段幅值的衰减。

本发明与现有技术相比，其优点和有益效果是：

1、频率宽度宽，使得滤波器适应性强；

2、高频段幅值衰减明显，可以加强对高频抖动的滤波效果；

3、低频段幅值衰减和相位滞后小，对电动舵机的影响减小。

附图说明

图1是本发明的电动舵机控制回路框图。

图2是本发明提供的一种电动舵机抗高频抖动方法的流程图。

图3是采用本发明提供的抗高频抖动方法前、后的电动舵机幅频特性曲线对比。

图4是结构滤波器的传递函数伯德图。

具体实施方式

以下根据图1～图4，具体说明本发明的较佳实施例。