新型微小压电作动器及其在多通道舵机控件中的应用

发布时间：2020-08-15 22:01

【摘要】：现代化战争对制导兵器的性能要求越来越高,兼具快速反应与便携、精确打击性能与低成本的制导炮弹呼之欲出,出于长远的战略意义考虑,各国也在争相发展与完善制导炮弹。本文也是在国家大力发展本国的制导弹药的背景下,提出一种机动性和灵活性好的多通道舵机控件执行装置,设计了三款用于这种执行装置的舵机,这些舵机兼具结构简单、响应速度快(毫秒级)、位移分辨率高(微米级)、控制精度好以及无需减速机构等特点,阐述了多通道舵机控件的二维弹道修正原理,设计了这种执行装置的结构方案,加工了原理样机并进行了集成装配和调试。本文的主要研究内容概括如下:1.设计了基于纵弯模态超声电机的舵机,介绍了电机定子的结构,对电机进行了模态分析,阐述了电机工作原理,设计了电机的结构,指出了电机夹持方案设计的失败之处,加工了原理样机,搭建电机的实验平台,进行了电机的模态实验和机械输出特性实验,根据实验结果分析了电机运行性能方面的不足之处,为另外两种电机的设计奠定了实践基础。2.设计了相似于Shaking beam原理的超声电机的舵机,其外形结构是在上一章提出的电机的基础上削短、削薄,对电机进行了模态分析,阐述了电机工作原理,根据电机定子的工作模态设计了电机的夹持方案。以上述工作为基础,采用Isight、Matlab和ANSYS软件联合仿真的方法,对电机定子进行了结构优化设计。设计了电机的结构,加工了原理样机,搭建电机的实验平台,进行了电机的模态实验和机械输出特性实验。3.设计了纵弯模态叠加的超声电机的舵机,对电机进行了模态分析,根据电机定子的工作模态设计了电机的夹持方案,采用联合仿真的方法对电子定子进行了结构优化设计,加工了原理样机,进行了电机的模态实验和机械输出特性实验。4.针对相似于Shaking beam原理的超声电机设计了多通道舵机控件执行机构的结构方案,设计的关键在于舵机的预压力调节机构及舵翼摆动5??角度限位的实现,按照结构方案加工了原理样机并进行了集成装配和调试。5.指出了多通道舵机控件执行装置的气动布局的优缺点,介绍了制导弹药的弹道修正原理,阐述了多通道舵机控件执行装置的二维弹道修正策略。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ413.6
【图文】：

制导炮弹,实战,美军,野战炮兵

展趋势和作战模式来看，现代化战争向智能化、信息 2009 年以后，美国野战炮兵的任务由利用火炮、火箭合和投递杀伤和非杀伤火力来联合掌控整个战区的作野战炮兵已经开始着眼于开启走出工业化时代迈向信003 年的伊拉克战争中，仍然处于工业化时代的野战炮的工作，基本上没有参加战斗，导致这一现象的原因兵也曾经被描述为由“战场之王”成为“正在走向死亡军耗费巨资开始研制制导炮弹，这一举措将炮兵由低潮的战争中发挥无法取代的作用。是非对称式的模式，使用制导兵器进行精确交战是 21 确打击的作战方式描述为“在脱离接触的条件下发展力消灭敌人；并且在我们选定的时间和地点进行战术攻模的装甲群集转变为在城市和复杂地域的多目标，而要求。图 1.1 为美军实战测试某型号制导炮弹。

铜斑蛇,末制导炮弹,直接攻击,伊拉克

南京航空航天大学硕士学位论文头根本没有能够捕获激光斑点。第二次实验中，美国炮兵用 OH两次击中了卡车目标。实验结果表明，铜斑蛇的可靠性让人缺对坦克的极高杀伤力和对静止目标和机动目标的高杀伤概率得需要通过目标反射的激光来导引，前方观察人员必须在靠近目标照射目标，发射炮弹的炮兵连与前方观察人员之间必须保持双在炮弹飞行最后 13 s 前准确跟踪目标，如果激光被对方的目标员带来许多的危险和负担。另外，末端制导需要有晴朗的天气响，而且在发射时需要根据目标上空的云层高度来选择适宜的册《射击学》中的规定，如果铜斑蛇达到击中目标的时间小于起码要与炮弹的发射时间保持一致，否则激光照射时间要在炮出这对处于真实战场环境中的炮兵提出了非常高的时间同步性

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图 1.3 美国“神剑”精确制导炮弹导炮弹采用 GPS/INS 组合制导，可以携带多种不同的有效载荷，或使用药，炮弹头部具有任务计算机，可以将攻击目标、GPS 专用数据和平台上的 GPS 从 GPS 星系中至少 4 个卫星上获取时间信号和精确的位置[2]，行辅助制导，先根据 GPS 信号计算自身的位置，这个位置精度可以达到瞄准点的 GPS 坐标寻的。虽然这种制导方式相比于末制导弹药使用的激优势，摆脱了气象条件、激光本身物理特性和实战环境的限制，但是神的弱点，即目标定位误差不能超过 10 m。神剑制导的目标定位系统主测量装置和激光测距仪构成。如果 GPS 接收机在目标位置处测量，便能这仅仅适用于靶场试验或者是在战斗前对打击目标进行精确的测量，很是行不能通的。GPS 接收机和激光测距仪会产生误差，但是比方位测量，方位测量装置产生的误差随距离的增加而加大。为解决这一技术上的精确制导套件（PPS-SOF），其本质上是一种低成本的 GPS 弹道修正模差不多，安装在 155 mm 和 105 mm 炮弹的引信所在位置。

【参考文献】