The hypersonic flight vehicle is a kind of the new-generation high-performance weapons and equipment. The dynamic quality and comprehensive performance of the flight vehicle control system are directly determined by the performance of the servo system. However, the conventional hydraulic and fly-by-wire servo system cannot meet the stringent performance requirements of the hypersonic flight vehicle, such as high fault-tolerant capability, high dynamic response and high load carrying capability. In this project, we propose a kind of modular and integrated fault-tolerant servo system, which can sufficiently use the high fault-tolerant capability of multiphase permanent-magnet machine and the high load-carrying capability of planetary roller screw, and the proposed servo system can radically meet the stringent performance requirements of servo system for hypersonic flight vehicle. The electric, magnetic, thermal design principle and design method of the modular multiphase fault-tolerant permanent-magnet machine are investigated. Then the integrating design method of the modular multiphase fault-tolerant permanent-magnet machine and the planetary roller screw are studied. Further the fault diagnosis method and fault-tolerant control strategy of the modular and integrated fault-tolerant servo system are investigated. The drive and control technology that feature both strong anti-interference and high power density are also developed. A prototype will be manufactured and experimental research will be carried out accordingly. The specialized theory, engineering design and analysis method will be obtained for this kind of servo system. The research achievements are conducive to advance the development of military weapons and equipment, and they are also beneficial to improve the combat capability, which have significant scientific importance and national defense application value.
高超声速飞行器是一种新一代高性能武器装备,其伺服系统的性能直接决定了飞行器控制的动态品质与综合效能。传统的液压和电传伺服系统不能满足高超声速飞行器对伺服系统的高容错性、高动态响应、高承载能力等严苛要求。本项目提出的模块化集成式容错伺服系统能够充分发挥多相永磁容错电机的高容错性和行星滚柱丝杠的高承载能力等特点,从根本上满足高超声速飞行器用对伺服系统性能的严苛要求。本项目拟开展模块化多相永磁容错电机的电/磁/热设计原则和设计方法研究、多相永磁容错电机与行星滚柱丝杠的一体化综合设计方法研究、模块化集成式容错伺服系统的故障诊断方法和容错控制策略研究、强抗干扰和高功率密度驱动控制技术研究、样机制造及实验研究等工作。形成模块化集成式容错伺服系统的专门理论和工程实用的分析设计计算方法。研究成果有利于提高我国军事武器装备的先进水平,达到进一步提高作战能力的目的,具有重大的科学理论意义和国防工程应用价值。
高超声速飞行器是一种新一代高性能武器装备,其伺服系统的性能直接决定了飞行器控制的动态品质与综合效能。传统的液压和电传伺服系统不能满足高超声速飞行器对伺服系统的高容错性、高动态响应、高承载能力等严苛要求。本项目提出的模块化集成式容错伺服系统能够充分发挥多相永磁容错电机的高容错性和行星滚柱丝杠的高承载能力等特点,是一种兼具原理先进性和方案实用性的新型容错伺服系统解决方案,从根本上满足高超声速飞行器用对伺服系统性能的严苛要求。本项目开展了模块化多相永磁容错电机的电/磁/热设计原则和设计方法研究、多相永磁容错电机与行星滚柱丝杠的一体化综合设计方法研究、模块化集成式容错伺服系统的故障诊断方法和容错控制策略研究、强抗干扰和高功率密度驱动控制技术研究、样机制造及实验研究等工作。形成了模块化集成式容错伺服系统的专门理论和工程实用的分析设计计算方法,研究成果可用于包括高超声速飞行器在内的各类航空航天器的伺服作动系统,有利于提高我国军事武器装备的先进水平,达到进一步提高作战能力的目的,具有重大的科学理论意义和国防工程应用价值。. 在实际研究成果方面,到目前为止,通过项目关键技术攻关,完成了模块化集成式容错伺服作动器及容错伺服控制器研制,并进行相关试验验证,获得宝贵的试验数据,其相关成果已直接应用到国家某重大工程中。基于本项目的相关控制技术和硬件设计技术,项目团队完成了2项国防科技成果。成果《高超声速飞行器用小型高动态大功率电动伺服系统》获得了2019年国防技术发明二等奖。成果《高超声速导弹全电集成容错伺服系统关键技术及应用》已通过中国航天科工集团有限公司组织的国防科技成果鉴定,鉴定结果为国际领先水平。
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数据更新时间:2023-05-31
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