電動舵系統顫振影響因素分析

宋 濤，熊官送，李邦清，曹東海

(北京自動化控制設備研究所，北京 100074)

電動舵系統顫振影響因素分析

宋 濤，熊官送，李邦清，曹東海

(北京自動化控制設備研究所，北京 100074)

針對電動舵系統顫振問題，將舵系統簡化為雙慣量模型，并在該模型的基礎上分析了舵系統顫振的原因。通過對舵系統傳遞函數以及單自由度碰撞振動系統力學模型的分析，得出傳動機構剛度、間隙等非線性因素以及負載慣量對舵系統穩定性的影響，并分析了各因素造成舵系統顫振的原因。通過數學仿真，驗證了所得結論的正確性，并針對顫振抑制提出了相應的改進措施。

電動舵系統；顫振；剛度；負載慣量；間隙

0 引言

舵系統是典型的位置伺服系統，一般由控制器、功率驅動電路、電機、傳動機構和反饋電位計等部分組成。而傳動機構均會存在一定的間隙和彈性，由多個型號的研制過程可知，傳動機構剛度不足、間隙控制不嚴及負載慣量過大，易導致舵系統發生顫振。顫振是一種自激振動，是由系統內部激發產生的周期性振動[1]。舵系統發生顫振會影響位置控制精度，降低響應的快速性，嚴重的顫振會破壞系統結構，甚至導致整個舵系統工作失效[2-3]。

針對舵系統顫振問題，國內外許多學者都做出了大量研究。文獻[4]通過建立間隙非線性振動模型和極限環模型，利用描述函數法以及攝動法對非線性顫振的規律進行分析和求解，得出了電動舵系統顫振的影響因素，比較準確地解釋了電動舵系統中傳動機構間隙會引起顫振和較大慣量負載使顫振加劇這一問題?！?br>