《表3-45°相频宽：运载火箭大功率多余度电静压伺服机构技术研究》

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《运载火箭大功率多余度电静压伺服机构技术研究》

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采用幅值0.1～0.4°、频率1～150 rad/s的正弦信号进行带载频率特性试验，幅频和相频响应曲线如图9所示，-45°相频宽如表3所示。不同信号幅值下频率特性响应低频段一致性较好，但高频段差异明显，是受伺服电机泵的流量能力限制所致。参考阶跃特性数据，两个伺服电机泵工作最大速度能力如取20（°）/s，可以满足输入幅值0.2°、频率100 rad/s的扫频需求，如果幅值增大到0.4°，则频率须下降至50 rad/s，因此，在幅值曲线图中，随着扫频幅值的增大，幅值开始衰减的频率点也显著提前。相位曲线图则表现更明显，大幅值时由于超过了伺服电机泵的流量能力，高频相位显著衰减。但总体上，可以明显看出系统具有优异的动态特性，-45°相频宽达到25.8 rad/s，可以满足运载火箭一般20 rad/s的一阶相频宽度。试验数据也表明，如果按运载火箭通常5%～10%最大摆角动态特性测试幅值的要求，即0.4～0.8°（对应8°最大摆角），双余度样机的能力还是不够，需要更大功率规格或者并联更多的伺服电机泵。比较而言，多伺服电机泵并联是优选方案，因为可以回避更大功率伺服电机或液压泵元件工程研制难题和技术风险，也可实现更高的故障容错能力，而质量也只是稍有增加。因此，对于未来高可靠运载火箭，多余度电静压伺服机构是可行方案。