机载一体化电动作动器
基于负载敏感技术的新型EHA设计与仿真分析
系 统 主 要 由负载 敏 感 泵 、 服 阀 、 服 作 动 筒 、 伺 伺 控 制器 、 安全 阀、 蓄能 器 等部分 组成 。系统工 作 时 ， 制器 控
键 子 系 统 ， Ｈ 的性 能 优 劣 直 接会 影 响 到 飞机 的整 体 Ｅ Ａ
性能。
１ 负载敏感 Ｅ ＨＡ 的工 作 原 理
新 型 负载 敏感 Ｅ Ａ结 构见 图 １ Ｈ 。
大 型 飞机 要 求 飞机 作 动 系统 具有 较 大 功率 ，传 统
的阀控 伺 服作 动 器 由于节 流 、 流损 失 ， 得 液 压 系统 溢 使 的功率 损 失 过大 ． 因此 国外 的 Ｅ Ａ方 案 主要 采用 泵 控 Ｈ 容积 伺 服 系统 ， 由于其 不存 在 节 流损 失 ， 压 系 统 的压 液 力损 失 小 ， 容积 效 率可 达 ９ ％以上 ， ０ 但是 作 动 筒 的大 惯 量 限制 了系统 频 带 ， 得泵 控 系 统 的动 态 性能 较 差 。 使 很
关键词 ： 负载 敏 感 ； Ｈ 电动 静 液 作 动 器 ； ＭＥ ｉ Ｅ Ａ； Ａ Ｓｍ；
中 图分 类 号 ： Ｈ１ ７ Ｔ ３ １ Ｔ ３ ：Ｈ ９ ． ９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ８ ０ １ （ ０ ２ ０ — ０ １ ０ １０ — ８ ３ ２ １ ）７ ０ ３ — ３
（ ． Ｉ ｔｅ Ｆｒ ｉ ｒｆ Ｄ ｓ ｎ Ｉ ｓｔｔ， Ｙａｌ ｎ ０ ０ Ｃ ｉａ １ ＡＶ Ｃ ｈ ｉ ｔＡ ｒ ａ ｅｉ ｎｔｕｅ ｓ ｃ ｔ ｇ ｉ ｎｉ ｇ ７ ０ ０ ， ｈｎ ； ａ １
２Ｎｏ ｔｗ ｓｅ Ｐ ｌｔｃ ｎ ｃ ． ｒ ｅ ｔｒ ｈ ｎ ｏｙｅ ｈ ｉ Ｕｎｖ ｒｉ ， Ｘｉａ ７ ０ ７ ， Ｃ ｉａ ｉｅｓｔ ｙ ’ｎ ０ ２ １ ｈｎ ）
基于ANSYS和ISIGHT的EHA作动筒结构分析与优化
基于ANSYS和ISIGHT的EHA作动筒结构分析与优化陈辰;段富海【摘要】研究了飞机电动静液作动器作动筒的结构分析与优化问题。
采用ANSYS 软件对EHA的作动筒进行了载荷、模态和压杆稳定性等有限元分析。
使用ISIGHT软件，以作动筒的质量最轻和变形最小为目标，同时满足静载荷约束和模态约束，建立了作动筒的优化模型，选用ISIGHT内嵌的NLPQL序列二次规划算法进行了优化设计，得出了优化结果。
研究结果表明，用ISIGHT进行优化设计，工作量小，求解问题简单方便，得到的作动筒设计参数更为合理。
%The problem of structural analysis and optimization of aircraft electro-hydrostatic actuator (EHA) action cylinder is researched in this paper. Using ANSYS finite element analysis software, load, modal shape and compression stability of EHA action cylinder are discussed respectively. Taking the minimum mass and minimum deformation of action cylinder as objective function, while meeting the constraints of stress and modal, the optimization model is created using ISIGHT software. NLPQL sequential quadratic programming algorithm, which is embedded in ISIGHT, is used to get optimization results. Final analysis conclusion suggest that using ISIGHT software to optimize and design product can easily get the result and reduce the workload, meanwhile the designed action cylinder parameters are more reasonable.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P80-84,140)【关键词】电动静液作动器(EHA);作动筒;ANSYS;ISIGHT;结构分析与优化【作者】陈辰;段富海【作者单位】大连理工大学机械工程学院，辽宁大连 116023;大连理工大学机械工程学院，辽宁大连 116023【正文语种】中文【中图分类】TB114.3;TB1150 引言未来飞机向高速化、高压化、快速响应等方向发展，而随着飞机速度和其他性能的不断提高，飞机舵面承受的静动态载荷将会更大，偏转速率将会更快，这要求控制舵面精准偏转的作动器功率更大、结构强度更好。
基于EHA的多轮系飞机刹车系统的建模与仿真
2011 年第 3 期·航空制造技术85学术论文RESEARCH[摘要] 介绍了一种采用电动静液作动器（EHA ）代替原有液压作动机构的飞机多轮系防滑刹车系统，在重点分析EHA 的系统组成原理和工作特性的基础上，建立了EHA 及多轮系飞机刹车系统的数学模型，采用Matlab/Simulink 对其进行仿真。
仿真结果表明：所建立的模型基本正确，结果与真实刹车基本吻合；采用EHA 代替液压系统能极大改善飞机刹车性能。
关键词： EHA 飞机刹车系统 多轮系 建模与仿真[ABSTRACT] An electric hydrostatic actuator for aircraft anti-skid braking system instead of hydraulic pres-sure system is introduced. The system components prin-ciple of EHA and the features of work are described, and the mathematical models of multi-gear braking system and EHA are built up and simulated by Matlab/Simulink. Char-acteristic curves of simulation show that the whole simula-tion model is basically right,and the results are basically consistent with the real brake. The braking performance of aircraft can be greatly improved by using EHA instead of hydraulic pressure system.Keywords: EHA Aircraft braking system Multi-gear Modeling and simulation随着军用和民用航空工业的进步和发展，飞机机载作动系统将可能使用新型功率电传作动器,主要包括电动静液作动器( Electro-Hydrostatic Actuator，EHA) 和机电作动器 ( Electro- Mechanical Actuator，EMA ) 两种。
一体化启动-发电机原理和技术
一体化启动-发电机原理和技术由于常规发电机性能的限制，未来的42V车用电源不得不考虑采用新型的启动-发电机。
该启动-发电机除了具有更大的功率和更高的效率之外，还肩负着其它功能。
本文将对比各种不同类型的启动-发电机，阐述由西门子VDO汽车公司（位于德国维茨堡）研制的采用异步发电机的启动-发电机系统。
一、启动-发电机的基本方案启动-发电机由两部分组成：电机部分和电子控制单元（ECU）部分。
图1介绍了启动-发电机可能的方案概况。
出于价格原因，人们原则上力求尽可能简单的机械结构。
因为启动-发电机主要承担启动机和发电机的功能，所以可将电机直接布置到发动机的曲轴上，为此设计出了融入动力传动系的启动-发电机如果可以选择，人们情愿选择外部解决方式，利用这种解决方式，电机经过传动带或齿轮传动变速与动力传动系相连。
不过，一般这种传动大大限制了可传送的功率，而且还必须考虑机械传动时的其它损耗。
根据各汽车制造商的意见，外部启动-发电机与电源电压无关，一般只适用于传送较小的功率。
为此，西门子VDO汽车公司研发出这一一体化解决方式。
图2显示的是建立在12V基础之上的带有一个双离合器系统的一体化启动-发电机。
启动过程中，两个离合器处于分离状态；电机转子首先被单独加速；其惯量矩将帮助发动机和启动-发电机之间的离合器闭合（飞轮启动）。
过渡到42V电源电压可以显著提高启动-发电机的功率。
在这种情况下，可以放弃第二个离合器；直接启动发动机，既可以应用图3带有离合器的手动换挡变速机构，也可以应用带有变矩器的自动变速机构。
但原则上42V启动-发电机也可以采用双离合器系统。
西门子VDO公司追求的目标是，用启动-发电机提高电源供电能力。
出于这方面的缘故，采用42V制式的一体化启动-发电机具有这样的优先解决办法（图1中用粗线来强调）。
在多数情况下，采用第二个离合器的费用太高了，以至于生产厂商更偏爱直接启动的离合器闭合式解决办法。
在这种情况下，电机和整个系统大多要放在一起考虑，一方面要考虑冷启动时电源能够提供的电瓶功率，另一方面还要考虑提供足够高的发电机功率。
航空电动静液作动器技术浅谈
航空电动静液作动器技术浅谈航空电动静液作动器（Electro-Hydrostatic Actuator，简称EHA）是一种结合了电动和液压技术的作动器，它在航空领域具有重要的应用价值。
本文将从EHA的基本原理、优点和应用领域等方面进行浅谈，以期能更加全面地了解这一技术。
一、基本原理EHA是由电动机、液压泵、油箱、液压缸和控制阀等组成的系统。
其基本原理是通过电动机驱动液压泵，使液压油从油箱中抽取并压缩，然后通过控制阀控制液压缸的运动。
EHA同时具备了电动作动器和液压作动器的特点，能够实现高速高力的动作控制。
二、优点1. 效率高：EHA系统通过电动机驱动液压泵，避免了传统液压系统中液压泵直接依赖发动机或涡轮机驱动的缺点，提高了能源利用效率。
2. 响应速度快：EHA系统利用电动机和液压缸的联合作用，能够实现快速准确的动作控制，具备了高速性和精度。
3. 重量轻：相比传统的液压系统，EHA系统采用了电动机作为动力源，减轻了系统的重量和体积。
4. 节能环保：EHA系统能够根据实际需求调节液压泵的工作状态，避免了常规液压系统长时间高速运转而产生的能源浪费和环境污染。
三、应用领域1. 飞机：EHA技术在飞机的襟翼、襟翼、襟翼和襟翼上得到了广泛应用，能够实现飞机的操纵、襟翼和襟翼等功能。
2. 直升机：EHA技术在直升机的叶片可调理、高度控制和方向控制等方面有较为重要的应用，能够实现直升机的高速高精度控制。
3. 航天器：EHA技术在航天器的姿态控制、载荷卸载和推进器控制等方面有着重要的应用，能够满足航天器在特殊环境中的控制需求。
航空电动静液作动器技术作为电动和液压技术的结合体，在航空领域具有重要的应用价值。
随着技术的不断进步，EHA系统将会在航空领域得到更广泛的应用，并为航空工业的发展带来更多的创新和突破。
现阶段机载作动系统的改进措施
序 号
１ ２
任务 模式 起飞
爬升和
时间 百分比
（％） １．９ ２９．６
工作模式 恒流量模式 负载敏感或
恒压 大
设定量
Ｖａｌｖｅ），电马达可以用直流无刷电机、直流力 矩电机，甚至压电驱动器。有的阀同时改造了 主阀芯的结构，用转阀代替滑阀。国内的ＤＤＶ 阀大多处于研制和试验阶段，从相关资料看， 某些ＤＤＶ阀的动、静态性能赶上甚至超过了 传统电液伺服阀。ＭＯＯＧ公司已有ＤＤＶ型号 上市，但性能不是很强。 用ＤＤＶ阀取代传统的电液伺服阀，对于 机载作动系统而言是一种局部改进措旆。该阀 的优点是结构简单，耐污染性强，可靠性高． 成本低，维修性好，由于取消了伺服阀的先导 液压驱动机构而使静耗功率大为降低。目前， 一些机种如Ｆ－２２、ＪＡｓ一３９、ＥＦＡ－２０００、ＩＤＦ 等已应用了ＤＤＶ阀，而且往往用于主控舵面。 这种改进措施的最大好处是提高了液压伺 服系统的可靠性，但没有改变传统作动器的总 体面貌，效果是有限的。 １．２智能泵集中供油的作动系统”１～”１ 提出这种方案的应用背景是：飞机的高机 动性髓要求液压伺服作动系统提高压力和增大
ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎｖｏｌｖｅ：ｓｅｒｖｅ ａｃｔｕａｔｏｒｓ ｉｎ ｂｙ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｕｍｐ，ａｎ ｋｉｎｄｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｔｈａｔ ＰＢＷ ａｎｄ ＦＢＬ
ｃａｎｔｅｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｓｅ ｔｈａｔ ｓｕＩｐｐｌｉｅｓ ｏｉｌ
Ｄｒｉｖｅ Ｓｅｒｖｏ
和减小发热。事实上，美国的一项研究表明． 一架典型的战机，对供油压力要求为５６ＭＰａ 的时间还不到总飞行时间的１０％，其它工作时 间，如起飞、飞行到战斗位嚣、巡航和着陆等， 供油压力为２１ＭＰａ足以满足要求，因而智能泵 源系统的研制是大有意义的。 表ｌ列出了战机的各典型工作模式和相应 的能量供给模式１６１。
机电一体化名词解释
闭式导轨:借助导轨副本身的封闭式结构，在变化的空间位置和受力状况下，使运动导轨和支承导轨的工作面都可能可靠接触，从而保证运动导轨的规定运动。
闭式导轨一般受温度的变化的影响较小。
支承件静刚度：静刚度等于支承件产生的静变形与承受的静载荷之比、开式导轨：借助于运动件的自重和外载荷，在一定的空间位置和受力状况下，使运动导轨和支承导轨的工作面可靠接触，从而保证运动导轨的规定运动。
开式导轨一般受温度变化的影响较小。
直线运动导轨副：支承导轨约束了运动导轨的五个自由度，仅保留沿给定轴线的移动自由度。
旋转运动导轨副：支承导轨约束了运动导轨的五个自由度，仅保留沿给定轴线的旋转运动自由度。
轴系的热特性：轴系的热特性主要参数是热源强度、温升及工作部位的热位移。
其他动压支承：是利用空气作用润滑剂的一种轴承，通过空气的弹性起支承作用，可避免固体面之间的直接接触，在轴颈和轴瓦之间形成气锲滚动导轨：滚动导轨的配对导轨面间由滚动体隔开，导轨不直接接触，运动时与滚动体产生滚动摩擦。
1＞机电一体化：其含义是机械与电子的集成技术。
定义为“在设计产品或制造系统时所考虑的精密机械工程、电子控制以及系统的最佳协同组合。
“2、系统：从广义上讲，系统可以定义为两个或者两个以上的事物组成的相互作用、相互依存，共同完成某种特定功能或形成某种事物现象的一个统一整体的总称。
3、机电一体化系统：是按照系统和机电一体化的定义，所有机电一体化产品以及这些产品的集成体。
如：数控机床、传真打印机等4、系统的数学模型：描述决定系统输入与输出之间关系的数学方程式静态系统：实时输出只与当时的输入有关。
动态系统：实时输出不仅与当时的输入有关，而且与过去的输入和输出有关。
微分方程组线性系统：输入和输出满足线性叠加原理的系统。
非线性系统：输入和输出不满足线性叠加原理的系统。
定常系统：数学模型中的所有系数都是与时间无关的常量的系统。
时变系统：数学模型中含有与时间有关的系数的系统。
新型的电动静液作动器研究
维普资讯
２０ ０ ８年第 ３期
液压与 气动
５ ｌ
筒位 移输 出的 目的。 蓄 能器兼 作 油 箱 ， 过 两 个溢 流 通 阀连 接到 系统 ， 系统 的 压力 始 终 不低 于蓄 能 器 的压 使 力， 防止油液 中气 穴 现象 的发 生 。为 了保 证 系 统 的安
Ｗ ＡＮＧ ｅ ｇ Ｉ ｎ Ｐ ｎ ，Ｊ ＡＯ Ｒａ ｇ
（ 京 科 技 大 学 机 械学 院 ， 京 １０ ８ ） 北 北 ００ ３
摘
要： 该文概 述 了一种 新型 的 电动静 液 双余 度 作 动 器 ， 即直传 闭环 Ｅ Ａ。介 绍 了系统 的工作 原 理及 Ｈ
特 点。指 出 了直传 闭环 Ｅ Ａ的应 用前景 。 Ｈ
高压力 。系统 的外 环为 压 力环 ， 由两 个 压 力传 感 器 测 试 液压 缸两腔 中 的压力 并 加 以 比较 ， 而 控制 系统 的 从
输 出力 。 ３ 直传 闭环 Ｅ Ａ 系统 的特点 及应 用 Ｈ
我国的经 济发 展和环保意识 的提高， 传闭环 Ｅ Ａ 直 Ｈ 系 统必将 在上述 领域 中得 到更广 泛 的应 用 。
服 电机 驱动 ， 过齿轮 减速器 、 经 滚珠 丝杠传 递到液 压活
塞 变为直 线运 动ｌ 。与 传 统 的液 压 系统 不 同 ， ＿ ４ ｊ 其原 理
是通 过 电机 调 速 ， 接 驱 动 定 量 泵 ， 制 定 量 泵 的 转 直 控
速 ， 而控制泵 输 出的压力 和流量 ， 从 最终达 到控制 作动
２ 方 案分析 与原理设 计
ｂ）工 作 腺 理 图
图 １ 电动 静 液 作 动 器
图１ ｂ为直传 闭环 Ｅ ＨＡ系统 ， 个 闭式的 系统 ， 是一 由控制器 、 伺服 电机 、 向定量 柱塞 泵 、 单 双作 用对称 缸 、 蓄能器 、 号测 量装 置 和 油滤 组成 。其传 动 直接 由伺 信
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机载一体化电动作动器的新发展及其关键技术付永领李军罗昀徐步力(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院机械电子工程系北京100083)摘要本文首先分析了飞机液压作动系统的缺点，归纳了采用一体化电动作动器的优点．论述了发展功率电传作动器的必要性．接着概述了近来国内外机载一体化电动作动器的发展状况，最后指出了发展机载一体化电动作动器的关键技术和需要解决的问题．关键词机载作动系统功率电传电动静液作动器机电作动器电力作动系统1为何要发展功率电传作动器1.1传统机载液压作动系统的缺点现代飞机上的作动系统有四种，即液压、电力、气压和机械作动系统。
目前，机载液压作动系统应用最广，尤其是在飞行控制领域，几乎完全采用液压作为动力，并由飞控系统计算机进行电传综合控制，以操纵飞机的控制舵面，如升降舵、方向舵、襟副翼和平尾等，实现飞行姿态和轨迹的控制，机载作动系统的性能优劣直接影响到飞机的整体性能，如机动性、安全可靠性及战伤生存率等。
为了满足未来飞机向高机动性、超高速及大功率方向发展，飞机液压系统正朝着高压化、大功率、变压力、智能化、集成化、多余度方向发展。
但是，采用液压作动系统，由于飞机全身布满液压管路，增加了飞控系统的总重量，使飞机的受攻击面积增大，导致飞机战伤生存率不高；其次高压化和大功率则使传统飞机液压系统的效率问题日益突出，进而引发了诸如散热、使飞机燃油总效率降低等问题。
目前，机载液压作动系统已成为飞控系统的薄弱环节：1)机载液压作动系统的重量比明显偏大，在电传操纵飞控系统中占60％；2)在费用比上明显过大，机载液压作动系统的费用在电传操纵飞控系统中占42％；3)机载液压作动系统的可靠性已成为飞控系统中的薄弱环节，致使不得不采用多余度作动系统，但是这又带来了重量、体积增加等新的问题。
1．2功率电传作动器的优点随着新材料、电机技术、控制学和先进制造技术等的发展，未来飞机上将可能完全取消液压作动系统，而新型的功率电传作动器，如电动静液作动器(EHA，Electro-HydrostaticActuator)和机电作动器(EMA，Electro-MechanicalActuator)等，将成为飞控系统的新型舵面执行机构。
采用功率电传(PBW，Power By Wire)作动器的电力作动系统，由飞机第二能源系统至作动系统各执行机构之间的功率传输，通过电导线以电能量传输的方式完成的，而现行机载液压作动系统则通过遍布机身的液压管路里的油液来传递功率。
如图1为飞控系统的两种形式，其中图1a为集中供油液压作动系统，图lb为功率电传飞控系统，该系统取消了遍布机身的液压管路．20世纪60年代末和70年代初，美国空军的飞机发生了几起事故，从而揭开了电力作动系统的研究序幕．美空军提出了电动作动验证计划(EPAD，Electrically Powered Actuation Design Validation Program)，并已完成EHA、EMA在F／A-18 SRA飞机上的飞行试验，并取得了成功.据EPAD工程师估计，当飞机的所有飞行控制舵面均采用一体化电动作动器后，对于客机，将使飞机燃油节省5～9％，同时减少30～50％的地面设备：对于战斗机，起飞重量可减少600～1000磅，并使易受轻武器攻击的机身面积减少14％。
a)集中供油液压作动系统b)功率电传飞控系统图1飞控系统的两种形式研究表明，飞行控制舵面均采用一体化电动作动器后，由于没有了遍布机身的液压管路，加上一体化作动器易形成容错能力，使飞机具有一系列优点: 1)更好的可靠性、2)更高的生存力、3)维修性更好、4)效率更高、5)飞机性能提高，同时由于燃油减少且飞机出勤率大为提高，可大量节省费用。
正是这些优点，发展功率电传作动器就成了必然。
2国内外机载一体化电动作动器研制情况2．1国外研究状况”“二十世纪70年代国外已研制出作为应急舵机用的功率电传舵机——电液静压作动器。
80年代开始英国卢卡斯(Lucas)公司又发展成了一种集成驱动组件。
1988年12月Bendix公司展出了F/A- 18灵巧式副翼舵机原型(如图2所示)，并在NASA德莱顿基地进行了地面飞行模拟实验，这种舵机的电子装置作为舵机的组成部分，与机械、液压部件组成一个装置，故又称机电液一体化舵机。
90年代，美国的功率电传舵机已接近实际应用水平。
1991年12月Parker Berta公司研制的电动液压作动器在C—130飞机上完成了空中试飞。
1991年，NASA在Racal飞行模拟器上对直升飞机上的电动静液作动器(如图3)进行飞行试验。
卢卡斯开始研制作为备份系统与传统的液压系统结合成双余度的EBHA(ElectricalBack-upHydrostaticActuator)，并成功完成了50小时的飞行试验。
1994年，F/A—18副翼上分别进行电动静液作动器和机电作动器的飞行试验。
德莱顿正开发一种防卡死复合作动器(JRCA，Jam Resbtant Composite Actuator)，用于取代F-18副翼上传统的作动系统。
其研究的意义在于提高了战后的生存力，减轻了作动系统的重量，同时由于采用与F一18副翼标准作动器一致的接口，使这种改进更加容易实施。
该作动器已于1995年首飞，并累积无故障飞行了25小时。
图2 F／A-18灵巧式副翼舵机图3 lRAcal飞行模拟器上安装的EBHA 1996年，Moog公司开始为电力作动控制系统(ElectricActuation and Control System，EACS)计划研制电动静液作动器，其制造的EHA已经完成F／A-18 SRA飞机上的飞行试验。
图4所示为在F／A-18 SRA飞机上完成飞行试验的EMA、EHA作动器。
图4用于F／A-18 SRA飞机上飞行试验的EMA、EHA作动器1998年，C-141副翼上电动静液作动器完成近1000h的飞行试验。
洛克希德．马丁公司改装了一架F-16战斗机，把主飞行控制系统原有的液压作动器拆除，换上5个电动静液作动器，改装后的F-16飞机在1998年8月进行4个月的地面试验，在1999年进行了6个月60次飞行验证试验。
英国航空部也对F-15平尾上的两个电动静液作动器进行了试飞试验。
同时，无线通信技术也即将应用到这一领域，如NASA正在开发一种应用无线技术的无线飞行控制系统，飞控计算机和被控舵面间射频无线传输实现高容错性和可靠性。
如图5所示，该系统取消了线路、接头和管路，减轻了作动系统的重量，可大大降低维修费用。
估计，该系统现在已经完成在铁鸟实验样机FY97的地面实验。
图5无线飞控系统2．2国外已取得的成果功率电传作动器在国外正处于飞行试验、验证阶段，已取得成功的电力作动器主要有两种形式，即电动静液作动器(EHA)和机电作动器(EMA)。
EHA作动系统包括飞控计算机、接线盒、飞机400Hz电源(逆变器)、功率监控电路及EHA作动器本体，如图6a所示，而EHA作动器本体由电动机、液压泵、液压油箱、检测阀、油滤、释放阀、管道和液压作动器组成。
EMA作动系统通常包括飞控计算机、接线盒、飞机400Hz电源、功率控制监控电路及EMA作动器本体，如图6b所示。
EMA作动器本体则由直流无刷电动机、滚珠丝杠和微处理控制器以及位置、速度、电压和电流监控装置等组成。
a)EHA作动系统b)EMA作动系统图6 EHA作动系统和EMA作动系统国外首先发展的是EHA，其技术风险小、维修性好、战斗受损后的生存力强、不需要液压管道，且重量有所降低。
这种作动器已完成在C-141、C-130军用运输机的飞行试验，并于1997年开始在F／A-18 SRA飞机上完成了23.5小时的飞行试验。
用于替代F／A-18 SRA左副翼液压作动筒的EHA主要性能指标如表1。
应该指出，EMA作动器最近也在大力发展之中．并取得了可喜的成果。
但是，到目前为止的研究结论是：功率在3KW以上时，EMA作动器的性能不如EHA作动器。
未来飞机使用EHA还是EMA，一般认为将与飞机的总体设计及其要求密切相关，未来飞机的功能系统设计将与飞机的总体设计同步进行，这样就可以充分发挥EHA、EMA各自的优势；另外，一些新型作动原理，如该目前多数采用作动筒的直线驱动方式，将来可采用电机或液压马达旋转驱动，这样可减少系统重量并提高效率。
到目前为止，已进行的飞行试验都取得了成果，已达到或者将达到如下目的：1)已证实功率电传作动器可以作为操纵战斗机关键飞行舵面的主要作动手段，并为多电飞机规划一个根本的电力作动计划；2)验证了功率电传作动器在高性能的多电飞机上操纵舵面的有效性，确保机电作动器和电动静液作动器不会成为限制多电飞机发展的因素；3)通过1000h的飞行试验证实．功率电传作动器比目前装机使用的液压作动器可靠性高、维修性更好、更易于保障和寿命周期费用低：4)将证实功率电传作动器可用于正在研制的联合攻击战斗机(JSF)。
2．3国内研究状况20世纪80年代以来，北京航空航天大学先后进行了EHA原理样机和用于EMA作动器高效电机的研究研制，取得了一些成果，其中机载功率电传EHA原理样机被证实是一种有效、可行的技术：10KW高效无刷直流电动机也完成了样机的试制工作，为EMA作动器的发展奠定了基础．南京航空航天大学进行了EMA作动器的研究应用，已开发了小型EMA舵机作动器，并应用于直升机旋翼操纵，该系统采用滚珠螺旋副和基于智能功率电路的PWM伺服放大器，具有较好的精度、频宽、线性度、效率和线位移输出。
西北工业大学也正在大力发展稀土永磁直流无刷电动机。
航天一院已经开发出用于火箭发动机喷管控制的一体化液压作动器，但由于其内部采用了伺服阀，其原理和结构并不能完全适合航空应用。
此外，北京理工大学、609所、618所等也在开展这方面的研究工作，但基本都处于原理论证阶段。
总之，国外新型机载一体化作动器方面目前处于研制试飞阶段，国内的研究尚处于起步阶段，国内急需跟踪国外该领域的发展并致力于其关键技术的研究和突破。
3 一体化电动作动器的关键技术与需要研究的问题机载一体化电动作动器的关键技术，包括功率电传作动器以及组成电动作动系统所必须突破的一系列核心技术，主要可概括为高性能永磁材料、高效无刷直流电机及驱动技术，飞控系统相关的余度控制、监控技术、差动和同步控制技术，电机泵及液压缸集成设计制造技术等，另外电机与液压泵的复合调节控制还涉及到稳定性的理论证明。
首先明确一下研究目标：对飞行控制舵面，每个作动器的最大功率为35～50KW，民用飞机舵面的典型功率为3KW。
为减小体积和重量，电机转速应高达10000rpm以上，其输出力矩应满足1000rpm时为50Nm：若采用EHA，液压泵的转速应达到10000rpm，其排量为l～10ml ／r：电源为270 VDC、400Hz。