高可靠航天多余度伺服技术发展综述

发布时间：2021-11-21 10:01

　　伺服系统是航空航天飞行器重要构成部分,是实现各种武器装备精准打击的执行机构,其性能影响着整个控制系统的控制品质。随着武器系统的飞速发展,未来伺服系统应具备高可靠性、高容错性、长航时等技术指标。传统的液压和电动伺服系统已在余度设计、容错控制方面取得一定的成果并在航空领域得到广泛应用。但远远不能满足未来高可靠、高性能飞行器的发展需求。简单介绍了传统的多余度液压伺服系统和多余度电动伺服系统的发展历史和研究现状,重点阐述了多相永磁容错电机的研究现状及应用。 

【文章来源】：自动化与仪器仪表. 2020,(09)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

并联结构双余度电机示意图

图1 并联结构双余度电机示意图在上世纪九十年代,部分发达国家针对多余度伺服系统的防干扰、可靠性、环境适应性、维修性等进行了深入研究,随着直流无刷电机以及稀土永磁电机的使用,电动伺服系统开始进行飞行器推力矢量控制的工程研制试验。例如美国的ALS(Advanced Launch System)推力控制装置采用了双冗余电动伺服系统,如图3所示。该设备采取了双冗余无刷直流电动机、谐波减速器组件、双通道控制驱动器、双冗余角位移传感器及1553B数字总线系统[4]。

在上世纪九十年代,部分发达国家针对多余度伺服系统的防干扰、可靠性、环境适应性、维修性等进行了深入研究,随着直流无刷电机以及稀土永磁电机的使用,电动伺服系统开始进行飞行器推力矢量控制的工程研制试验。例如美国的ALS(Advanced Launch System)推力控制装置采用了双冗余电动伺服系统,如图3所示。该设备采取了双冗余无刷直流电动机、谐波减速器组件、双通道控制驱动器、双冗余角位移传感器及1553B数字总线系统[4]。目前在国外,冗余电动伺服机构的研究主要针对高比功率、高集成、自动控制等方面。MOOG、Honeywell 等公司已经研发出成熟的产品,并应用在航空航天、机械工业等领域,图4为MOOG公司的大功率推力矢量控制双余度伺服系统。另外德国Pegasus执行器公司也为多款大型无人机配套研发了双余度电动伺服机构,应用逐渐成熟,图5为Pegasus公司的双余度电动伺服舵机样品图片。

【参考文献】：
期刊论文
[1]十五相永磁同步电机的驱动控制与容错运行[J]. 匡志,杜博超,徐浩,赵天旭,崔淑梅.  电工技术学报. 2019(13)
[2]大功率高性能多余度宇航电传伺服技术发展综述[J]. 张新华,黄建.  导航定位与授时. 2017(05)
[3]无人机双余度电动舵机角度传感器故障检测方法[J]. 杨金鹏,梁东,杨涛,张志新.  电子技术应用. 2017(05)
[4]谈双余度电动舵机的余度策略及工程实现[J]. 肖鹏斌.  甘肃科技纵横. 2016(04)
[5]双余度无刷直流电动机的余度管理[J]. 吕春宇.  微电机. 2015(07)
[6]双余度无刷电动机位置伺服系统仿真与试验[J]. 马瑞卿,刘卫国,解恩.  中国电机工程学报. 2008(18)

博士论文
[1]高可靠性双绕组永磁容错电机及其控制系统研究[D]. 蒋雪峰.南京航空航天大学 2017
[2]永磁无刷电机转角检测故障及其容错控制研究[D]. 董亮辉.西北工业大学 2017

硕士论文
[1]民用飞机余度作动系统可靠性研究[D]. 王敬.中国民航大学 2012



本文编号：3509293