面向动态特性指标的空气舵执行机构刚度设计方法

来源：振动与冲击杂志2025年第14期北京时间：

作者：陈国荣，南宫自军nangongzijun@yeah.net，刘博，赵雄

单位：中国运载火箭技术研究院，北京100076

摘要：基于主动刚度设计的思想，对典型空气舵执行机构的刚度环节进行了分析，从满足动态特性（幅频-相频）指标的角度给出了一种空气舵执行机构的刚度精细化设计方法，实现了在执行机构结构方案设计阶段，对其结构刚度的定量分析与设计。首先，建立了空气舵执行机构的非线性动力学模型和扭转刚度模型，然后推导了系统的九阶传递函数，获取了系统的频响函数。在此基础上，利用动态特性指标数据在每个频率点上求出了该频点上满足幅频和相频指标的刚度取值范围，然后综合所有频点上的可行解得到了全频段上满足指标的刚度区间，从而完成系统整体刚度的设计。最后用建立的SIMULINK非线性仿真模型对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明：该方法能确认所有满足动态特性指标的空气舵执行机构刚度取值范围，可实现空气舵执行机构刚度的精细化正向设计。<br>

关键词：空气舵执行机构；动态特性指标；刚度设计；精细化设计