某型号操纵机构调试方法的研究

袁志燕

摘 要： 操纵机构的调试主要是对舵机的调整，舵机装配完成后联合导弹操纵系统进行调试，以前的调试是按照舵机生产厂家提供的调试方法进行调试，本文阐述了一种新的操纵机构调试方法，并与原调试方法从操作及原理上进行了对比分析，说明了该方法的正确性和优越性。

关键词： 操纵机构；活塞杆；反馈电位计；舵偏角；机械调试；电气调试

1 引言

操纵机构的作用是执行导弹的稳定和控制指令，确保导弹按预定的弹道飞行。操纵机构的调试是指在操纵机构装入舱体后，给舵机输入控制指令，通过调整舵机的执行机构，使舵面偏转角度满足技术指标的要求。原操纵机构调试都是按照厂家提供的调试方法进行，调试时需要4至5人同时工作，而且对操作人员之间的配合程度要求比较高。在实际的生产过程中，在原调试方法上做了进一步的改进，调试时只需3个人配合即可完成，经实际生产验证，新的调试方法，不仅满足技术指标的要求，而且安全可靠，大大提高了调试效率。

2 操纵机构结构原理及调试简介

2.1操纵机构结构原理

操纵机构由舵机、舵电池、舵、摇臂、接杆、轴套、锥形螺栓等组成。结构如图1 所示。

其中舵机是操纵机构最重要的组成部分，它由直流电机、液压变量泵、增压油箱、电液伺服阀、作动筒、反馈电位计等组成。

舵通过摇臂及接杆与舵机作动筒中的活塞杆相连，弹载计算机把控制信号传给相应的制导回路，舵机上的伺服机构动作，液体压力推动舵机作动筒中的活塞杆平移，带动接杆、摇臂、轴套运动，使舵面偏转，将舵机作动筒活塞杆的线位移转变为舵面的偏转运动，形成导弹运动的控制力。

2.2 操纵机构的调试

操纵机构调试包括机械调试和电气调试两部分。机械调试又称最大机械安装角对称性调整，它是通过调整舵机的活塞杆长度使舵面正负方向最大机械偏角满足-0.2°≤︳δmax+ ︳-︳δmax-︳≤+0.2°。電气调试即舵机电气零位调整，它是通过调整舵机的反馈电位计，使舵机在输入零指令时，舵偏角为零，零位误差不大于0.2°

3 原调试方法

3.1机械调试

1）如图2，用专用电缆将舵系统测试台、舵机、大功率开关电源连接好，设置好舵系统测试台的初始开关。

2）接通大功率开关电源和舵系统测试台开关，给舵机提供调试电源电压和正的最大控制信号输入电压，舵面偏转直至不动为止，断开大功率开关电源和舵系统测试台，用手向转角增大方向扳动舵面到最大机械偏角，读取舵面偏转角度δ+。

3）接通大功率开关电源和舵系统测试台，给舵机提供调试电源电压和负的最大控制信号输入电压，舵面偏转直至不动为止，断开大功率开关电源和舵系统测试台，用手向转角增大方向扳动舵面到最大机械偏角，读取舵面偏转角度δ-。

4）用专用扳手调节活塞杆，然后重复2）、3）条，使调整后的最大机械舵偏角满足：

-0.2°≤︳δ+ ︳-︳δ-︳≤+0.2°

5）接通大功率开关电源和舵系统测试台，给舵机提供调试电源电压和零控制信号电压，使1舵舵偏角为0±0.2°。断开大功率开关电源和舵系统测试台，紧固活塞杆连接头处的锁紧螺母。

6）重复2）、3）条，再一次检查正负最大机械偏角的对称性，如果不满足要求，先松开连接头处的锁紧螺母，然后重复上述操作继续调整。

3.2 电气调试

1）按图2用专用电缆将舵系统测试台、舵机、大功率开关电源连接好，设置好舵系统测试台的初始开关。

2）接通大功率开关电源和舵系统测试台，查看1舵舵偏角是否为“0”，如果不为“0”，调整1舵电位计的调整螺钉，使舵偏角为“0”。

3） 给舵机供电并输入正负1V控制电压，查看舵偏角δ+和δ-，当︳δ+δ-︳/2≤0.2°时，调整结束，紧固三只调整螺钉。

4）重复3）条，再检查一次电气零位，如果不满足要求，重复2条操作直到满足要求为止。

5）调整结束，断开舵系统测试台电源和舵机电源。

4 新的调试方法

4.1 机械调试

1）用手向正的方向扳动舵面至最大机械偏角，读取δmax+；用手向负的方向扳动舵面至最大机械偏角，读取δmax。

2）用专用扳手调节活塞杆使|δmax|=（|δmax+|+|δmax-|）/2。

3）重复1）、2）条，直至检查最大机械舵偏角满足：

-0.2°≤|δmax+|-|δmax|≤+0.2°

4）用手将舵面扳至零位，紧固活塞杆连接头处的锁紧螺母。

5）重复1条，再一次检查正负最大机械偏角的对称性，如果不满足要求，先松开连接头处的锁紧螺母，然后重复上述操作继续调整。

4.2 电气调试

1）按图2用专用电缆将舵系统测试台、舵机、大功率开关电源连接好，设置好舵系统测试台的初始开关。

2）用手将舵面扳至零位，接通舵机调试台，调节反馈电位计的调整螺钉，使舵机调试台上1舵的反馈电压为“0”。

3）给舵机供电，由舵系统测试台给舵机输入0V电压，断开舵机供电。

4）查看舵偏角，如果为“0”，不需调整；如果为δ+，将舵面扳至δ-，调节反馈电位计的调整螺钉，使舵系统测试台上1舵的反馈电压为“0”； 如果为δ-，将舵面扳至δ+，调节反馈电位计的调整螺钉，使舵系统测试台1舵的反馈电压为“0”。

5）给舵机供电，并给舵机输入+1V、0V、-1V、0V控制电压，查看正负1V时的舵偏角δ+和δ-。断开舵机供电，当︳δ+δ-︳/2≤0.2°时，调整结束，紧固三只调整螺钉。

6）重复5条，再检查一次电气零位，如果不满足要求，重复3、4条操作直到满足要求为止。

7）断开舵机测试台电源。

5 新旧调试方法的对比与分析

5.1 机械调试方面

原调试方法是先通过给舵机供电，使液压推动活塞杆平移，带动舵面偏转到最大电气限幅角。然后用手给舵面加力，使舵面偏转至最大机械限幅角，同时带动活塞杆平移到限位位置。新的方法是直接用手给舵面加力，使舵面偏转至最大机械限幅角，同时带动活塞杆平移到限位位置。

这两种方法相比，后者优于前者，具体优点如下：

① 使舵面偏转到最大机械角方面：a.调试工艺简单易懂，操作者容易掌握，且操作简单。b. 不用连接电缆，给舵机加电，节省了操作时间。c. 安全可靠，当机构有阻滞时，对舵机能起到预防保护作用，同时又大大减少舵机的供电次数。

② 调整方面：有最大机械角参考值，调整一步到位，无需反复调整，大大缩短了调试时间。

5.2 电气调试方面

原调试方法是直接调试方法，其调整的过程为：给舵机供电并输入零指令（即Ui为零），若舵面偏转至角度δ，此时舵偏角δ的反馈电压Ufδ即为Ufi0。调节反馈电位计，使δ的反馈电压Ufδ改变，不再等于Ufi0，舵面开始偏转。使舵面偏转至角度零，即舵偏角δ为零，停止调节，此时舵偏角δ为零的反馈电压Ufδ0就等于Ufi0，调整结束。

新的调试方法是间接调试方法，其利用了Ui为零时，Ufi0为零的原理。调整过程为：将舵面扳至零，调节反馈电位计，使零舵偏角的反馈电压Ufδ0=“0”。然后给舵机供电，输入零指令（即Ui为零）。若舵面不偏转（即δ为零），说明Ufδ0=“0”= Ufi0，调整结束。若舵面偏转（即δ不为零），说明Ufδ0=“0”≠ Ufi0， 需继续调整。设此时舵偏角δ的反馈电压为Ufδ，则Ufδ=Ufi0≠“0”。断开舵机电源供电，将舵面扳至-δ，则此时的反馈电压Uf-δ=- Ufδ=-Ufi0。调节反馈电位计，使Uf-δ=“0”，则舵偏角为零时的反馈电压Ufδ0=“0”-“-Ufi0”= Ufi0，调整结束。给舵机供电，输入零及±1V指令确认调整结果。

这两种调试方法，前者看似比较简单，一步到位；后者比较麻烦，需要好几步。但在实际操作中，后者优于前者。主要在表现在以下几点：

1. 原调试方法是在调节过程中查看舵偏角的变化，当舵偏角为零时停止调节。但由于在舵机供电情况下，舵面偏转有微小振幅，本身舵偏角又是微调，所以调节比较费时，一时很难到位，精度不高。新的调试方法是舵面稳定在一定角度上，不需偏转，则不会產生振幅，反馈电压稳定，将反馈电压调节至零很容易做到，精度也高。

2. 原调试必须是一人调节电位计，一人报舵偏角，对调节电位计的人员来说，不直观，不方便。新的调试方法是调节电位计人员一人完成，一边调节电位计，一边观察反馈电压，方便直观。

3. 原调试方法是在给舵机的电机供电的情况下进行，电机有一次通电时间要求，且比较短，一般为100s。当调试超过这个时间，需停止电机供电，休息20min后才能继续进行调节，这大大降低了调试效率。新的调试方法不需给电机供电，因此不存在此问题。

6 结论

在现生产中，这种新的调试方法已经取代了原调试方法。经过实际生产验证，新的调试方法可行。机械调试一步到位，电气调试有50%以上的舵机只需经过第一步反馈电压调零便可达到要求，大大提高了操纵机构的调试效率。另外，新方法还提高了调试精度，舵偏角的零位误差可达到0.05°以内。研制的新型号导弹，由于使用了同类型舵机，所以也使用了该方法对其操纵机构进行调试。调试结果非常理想，满足技术指标要求，由此也验证了该方法适用于其它同类型舵机的调试。