[發明專利]一種快速響應10kW級直線輸出三余度數字伺服系統

在審

• 申請號: 201410584052.8
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN105523197A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 幺志剛;李昌;盧紅影;張文海
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40;B64G5/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于一種飛行器推力矢量控制用伺服系統領域，具體涉及一種快速 響應直線輸出三余度數字伺服系統。

背景技術

伺服機構(系統)是我國對運載火箭和導彈武器系統飛行控制執行機構子 系統的統稱，其輸出形式一般有轉角輸出和直線輸出兩種，典型應用是搖擺發 動機實施推力矢量控制。常規推進劑發動機以偏二甲肼和四氧化二氮為燃料， 在目前我國現役運載火箭和液體導彈武器系統中普遍采用。相應地，搖擺常規 推進劑液體發動機的伺服機構(系統)也是箭上必備設備。由于功率較大(千 瓦至十千瓦級)，如何解決其飛行與地面測試能源問題為此類伺服機構(系統) 技術方案的一個關鍵問題；另一方面，伺服機構(系統)在推力矢量控制過程 中動態響應指標要求很高，多采用機械動壓反饋或數字算法補償來滿足高動態 響應要求；再一方面，伺服機構(系統)在飛行及一定時間內的貯存和熱戰備 值班可靠性指標要求又特別高，可靠性設計成為關鍵問題；針對導彈武器系統， 戰備值班狀態下的快速響應能力也是必須考慮的問題。

伺服機構(系統)可以劃分為兩個基本組成部分：伺服能源和伺服控制。 伺服能源解決如何獲得能源的問題，并將其轉化成可提供給伺服使用的能源； 伺服控制解決將作動器如何搖擺發動機跟隨電子指令運動的問題。

現有技術中的伺服系統均采用傳統的電液伺服閥控制方案，通過集成機械 動壓反饋或數字算法補償來滿足高動態響應要求。在可靠性設計方面，目前主 要在伺服機構的電液伺服閥前置級、作動器位移反饋測量傳感器等方面采取冗 余設計的措施。

發明內容

本發明目的在于提供一種滿足大功率、快響應、數字化、高可靠性需求的 基于發動機機械能的推力矢量控制用的快速響應10kW級直線輸出三余度數字 伺服系統。

實現本發明目的的技術方案：一種快速響應10kW級直線輸出三余度數字伺 服系統，包括三冗余伺服控制器、液壓作動系統、伺服能源，三冗余伺服控制 器輸出控制指令到液壓作動系統，液壓作動系統與伺服能源集成為一體。

所述的伺服能源包括中頻電機、液壓輔泵、液壓主泵、單向閥、高壓氣體 蓄能器，中頻電機的輸出端與液壓輔泵的輸入端連接，液壓輔泵的供油端與油 箱連通，液壓輔泵的出油端與單向閥的進油端連接，單向閥的截止端與高壓氣 體蓄能器的單向閥接口連接，高壓氣體蓄能器的活塞與油箱的活塞相作用；高 壓氣體蓄能器通過內部油路接口與液壓主泵的出油端連通，液壓主泵的吸油端 與油箱連接，液壓輔泵的進油端和液壓作動系統的回油端均與油箱連通。

所述的高壓氣體蓄能器的內部油路接口通過油路與液壓作動系統連通，該 油路上設有油濾。

所述的油濾與油箱之間的油路上設有第一安全閥，高壓氣體蓄能器與油濾 之間的油路與液壓主泵的出油端連通。

所述的第一安全閥與油箱之間的油路上設有第二安全閥。

所述的液壓作動系統包括三余度伺服閥、三余度位移傳感器、液壓作動器， 三余度伺服閥的進油腔與油濾和安全閥之間的油路連接，三余度伺服閥的回油 腔與的液壓輔泵的回油端、油箱的回油口均連接；三余度伺服閥的兩個負載腔 分別與液壓作動器的兩個負載腔連接，液壓作動器內的三余度位移傳感器反饋 位移信號到三冗余伺服控制器。