导弹电动舵机控制系统设计

王世涛, 董海迪

(1.中国人民解放军31002部队，北京 100161；2.海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430030)

0 引言

导弹舵机伺服系统按照功率能源分为电动伺服舵机、气动伺服舵机和电液伺服舵机三类[1-2]。电动伺服舵机具有结构简单、使用维护方便、动态响应速度快等优点，广泛应用于导弹伺服控制系统中，具有良好的应用前景[3]。导弹电动伺服舵机是一种复杂的机电一体化系统，属于典型位置随动系统，其控制精度直接影响到导弹制导和姿态控制精度，从而影响到导弹的命中精度。大力矩、高动态的控制系统设计与工程实现一直是制约导弹电动伺服舵机发展的瓶颈问题[4]。

本文以某型导弹大功率电动舵机控制系统的设计指标为依据，开展了控制系统硬件与软件设计、原理样机研制与性能实验等工作。论文结构安排如下：第1节分析舵机控制系统组成及工作原理；第2节提出控制系统硬件设计方案；第3节提出控制系统软件设计流程；第4节详细介绍三闭环控制算法的具体实现；第5节通过原理样机实验测试控制系统性能；最后是论文的总结。

1 控制系统总体设计方案

1.1 系统组成及工作原理

舵机控制系统主要由伺服电机、主功率驱动电路、减速传动机构以及电机工作电流、转子转速、喷管偏角等检测传感器组成[5]，如图1所示。

图1 舵机控制系统组成结构

导弹电动舵机控制系统在正常工作状态下，弹上制导计算机通过总线不断给电动舵机控制系统发送调整指令信号，伺服控制器接收到调整指令信号后，经过算法处理，控制无刷直流电机转动，进而驱动喷管进行摆动，同时伺服控制器还将调节过程中实际测量得到的喷管偏角信号反馈回弹上制导计算机；……