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面对现代战争呈现的局部、突发和高效特点,陆军对传统的炮兵作战提出了精确化打击的迫切需求,传统的炮弹也亟需向信息化和智能化发展。在这样的背景下,制导弹药在现代化战争中发挥着举足轻重的作用。采用身管发射的制导弹药具有内弹道过载大、(身管限制)系统空间狭小、弹道控制时间短促的独特之处,对于制导控制系统、尤其是执行机构提出了更高的要求。超声电机具备结构紧凑、质量轻和(毫秒级)快速响应等独特优点,从构造原理上具有一定的耐冲击设计潜质,在弹道主动控制时间短暂的制导炮弹领域具有极大优势。基于此,本文提出一种中空型的超声电机并开展结构动力学设计,该电机可以直接与驱动负载机构相融合,取消了中间传动部件,提高了驱动效率且大幅减小了组件质量。同时,针对低旋和高旋两种制导弹药提出了不同的集成方案,搭建了地面平台,进行了一系列的实验研究。主要内容如下:1.分析了课题的研究背景及研究意义,详细阐述了现有各型舵机和超声电机的国内外研究现状,列举了相关的应用实例,引出了本文的主要研究内容。2.介绍了超声电机的工作原理,提出了面向制导弹药的中空型超声电机构型,建立了电机定子的结构动力学模型并进行工作模态设计,结合总体气动要求开展了电机转子与鸭舵的融合一体化。3.针对中空型超声电机的定子进行了参数优化以获得良好的电机输出性能,结合电机的构造特点分析了其对冲击方向的敏感度以及在冲击环境下的失效模式,在此基础上提出了更优的中空型超声电机方案。加工和试制出了原理样机,开展了电机定子的模态实验和电机的机械输出特性测试。4.针对低旋转制导弹药特定的气动布局和修正原理,从实现鸭舵速度控制功能的角度提出了中空型超声电机舵机的系统集成方案,设计并搭建了模拟低旋弹旋转状态的地面测试平台,可模拟低旋转弹药的工作环境并测试了中空型超声电机舵机对鸭舵姿态的控制能力。5.鉴于超声电机输出转速低、无法直接实现高旋弹上鸭舵速度调控的难题,提出了两种执行机构方案,建立了高旋转弹用舵机系统的整体减旋动力学模型,开展了基于中空型超声电机的速度控制特性分析,搭建了上述方案的实验验证平台,初步完成了高旋转制导弹药用舵机速度调控系统的集成和初步验证。