针对炮弹发射时在炮膛内产生的高过载冲击环境,为了保证炮弹作业过程中能够实现精准打击,本文研制了一种弹载舵机用抗高冲击过载超声电机。首先对炮弹在膛内复杂的高过载冲击环境进行了受力分析,得出对弹载机械结构影响最大的力是由高过载加速度产生的轴向惯性力。通过模拟给出了炮膛内轴向的高过载加速度曲线,得到这种高过载条件下的载荷。通过对超声电机中相接触零件的相互作用分析,对超声电机在炮弹中正向、反向两种安装方式的特点进行了比较。针对超声电机的两种安装方式,分别进行高过载环境下的瞬态冲击仿真,研究两种安装方式在高过载环境下抗过载能力的优劣,综合这两种安装方式的优点,确定超声电机在炮弹中的安装方式为正向安装。在数值分析的基础上,针对超声电机中的薄弱部位,定子支撑结构进行了优化设计。具体方法为:通过分析不同尺寸参数下定子支撑结构的工作模态、振幅及抗过载能力,在保证超声电机正常运转的基础上,优化定子结构,提高其抗过载能力。由于优化后的定子在经受高过载环境的冲击过后会留下一些残余应力,因此本文针对这点又对优化后定子进行了含有残余应力的模态分析及谐响应分析,分析优化后电机在冲击载荷消失后的工作特性。在优化定子结构的基础上,对超声电机的底座和转轴进行了重新设计,从而设计出一种新型的弹载舵机用抗过载超声电机。高过载的瞬态仿真分析结果表明设计出的弹载舵机用抗过载超声电机的耐过载能力很强,即使在炮弹发射的高过载环境下也不会发生塑性变形。根据这些研究结果,对弹载舵机用抗过载超声电机进行研制。最后将研制出的弹载舵机用抗过载超声电机样机,分别进行马歇特落锤锤击实验、阻抗特性实验和机械性能测试,全面的对弹载舵机用抗过载超声电机的抗过载能力进行分析研究,最终得出本文研制的弹载舵机用抗高冲击过载超声电机,在经受9800个g的瞬态冲击载荷后,其输出性能依然稳定,故此抗过载超声电机的设计行之有效。本文的研究成果为制导炮弹舵机控制的研究和应用提供了理论和数据上的支持,为进一步的开展该领域的研究工作提供了借鉴意义。