Dynamic error research and application of an angular measuring system belonging to a high precision excursion test turntable

Angular measuring system is the most important component of a servo turntable in inertial test apparatus. Its function and precision determine the turntable＇ s function and precision. It attaches importance to research on inertial test equipment. This paper introduces the principle of the angular measuring system using amplitude discrimination mode. The dynamic errors axe analyzed from the aspects of inductosyn, amplitude and function error of double-phase voltage and wavefonn distortion. Through detailed calculation, theory is provided for practical application; system errors are allocated and the angular measuring system meets the accuracy requirement. As a result, the schedule of the angular measuring system can be used in practice.

基于机电液联合仿真的高空测试转台俯仰运动控制

针对高空测试转台俯仰运动存在负载不平衡以及液压缸之间的耦合效应,通过Adams和AMESim分别构建高空测试转台三维俯仰转台的刚柔耦合动力学模型和电液控制系统模型,采用PID控制算法对测试转台俯仰系统技术指标要求的工况进行联合仿真。结果表明:俯仰平台的实际角度能很好地跟踪角度指令,满足定向精度要求,为后续的试验研究奠定了理论基础。该方法弥补了单一仿真软件不能对系统进行完整仿真的不足,可以更加全面、准确地反映研究对象的真实控制与运动状态,对于复杂的机电液一体化系统具有普遍的适用性。

基于电机电流数据的转台机械谐振检测方法

转台作为航空航天领域关键测试设备,在测试试验时可能出现谐振,造成测试过程的中断及不必要损失。针对传统转台谐振检测方法存在的依赖工程经验、易受控制信号干扰以及准确性不足等问题,提出了一种基于电机电流数据的转台机械谐振检测方法。首先,对三轴立式转台运行数据进行了分析,研究了转台运行数据的幅频特性,选用了受控制信号干扰小,且谐振特征更显著的电机电流信号作为检测对象;然后,构建了一个基于卷积神经网络(CNN)的转台谐振检测方法,设计了CNN结构与参数,进行了网络训练和学习;最终,利用不同工作模式下的转台运行数据,进行了谐振检测试验,并将检测试验结果与采用其他方法所得的结果进行了对比。研究结果表明:在转台谐振检测中,采用该方法所获得的准确率达到了99.988%,优于采用其他对比方法获得的准确率,证明该方法适用于转台的机械谐振检测。

某伺服系统实时性自动化测试优化设计

伺服系统具有验收指标要求高,测试复杂,运行条件有限等特性,传统的人工测试局限性高且精度无法得到保证;伺服系统具有圆周扫、扇扫等功能,而转台作为该伺服系统的核心部件,是伺服系统旋转的主要机构,因此对伺服系统部分指标的测试可简化为对转台进行指标测试;基于PXIe总线的自动测试设备,具有高数据处理速度、高集成度、高国产化度、高稳定性等特点,适用于转台设备的自动化测试;采用FPGA和惯性传感器作为数据采集核心,设计PXIe总线转台自动测试设备,对多个指标同时测试,可将测试效率提升80%,满足转台测试设备的设计要求,同时具备良好的扩展性,该设计能够推广至其他需对转台进行测试的应用场景。

大悬臂中央索面斜拉桥转体稳定性试验研究

为研究不同工况对大悬臂斜拉桥转体过程稳定性的影响,保证转体施工安全与稳定,以达州金南大道西延线二期工程跨铁路桥为背景,基于相似比理论和刚度相似比原理,设计缩尺比为1∶10的斜拉桥节段模型进行转体稳定性试验研究。对转体速度[1.2、1.8、2.4、3.0、3.5(°)/min]、转体加速度(转动用时40、20、10 s)、横向偏载(自重偏差0、1%、2%)、风荷载(无风、6级、8级)4类工况下的斜拉桥模型进行转体试验,分析不同工况下转体过程中的撑脚应力、上转盘应力、主梁应力、斜拉索索力、梁端挠度和转角分布规律,以及其对转体结构稳定性的影响。结果表明:转体速度对撑脚和上转盘应力有一定影响,对主梁应力、斜拉索索力、梁端挠度和转角的影响较大;转体加速度对斜拉桥转体稳定性影响较小;横向偏载和风荷载对斜拉桥转体稳定性影响较大。该桥转体施工时,建议转体速度控制在3.0(°)/min以内,横向偏载不超过2%,风荷载不宜超过6级。

微型高精密惯导测试转台结构设计及力学分析

惯导测试转台在航空航天领域有重要作用,是模拟、测试、仿真等的关键设备。文中基于用户需求,提出一种转台的轻量化设计方法,运用UG软件实现建模和优化,并进行有限元分析,结果表明主要零件及结构总体的强度和刚度均满足设计要求。同时,该转台的前6阶频率在555.44 Hz和1 534.7 Hz之间,满足共振频率≥450 Hz的要求。在飞行器微型化的趋势下,该微型高精密惯导测试转台的设计方法可为类似产品的设计提供参考。

基于带温箱单轴转台的光纤陀螺自动测试系统设计

光纤陀螺的标度因数和零偏稳定性是影响其测量精度的重要指标。光纤陀螺对温度较为敏感,因此需要对其进行使用温度范围内的高低温测试,以全面评价光纤陀螺的性能。光纤陀螺测试时,需要控制转台和温箱,同时保存和处理光纤陀螺的输出数据,操作烦琐,容易出错。带温箱单轴转台的光纤陀螺自动测试系统能够按输入转速点、温度点进行速率测试、位置测试以及高低温测试,实现带温箱单轴转台的自动控制,并生成测试报告。

柔性底盘性能检测试验台设计与应用

为了检测基于偏置转向轴结构的四轮独立驱动、独立转向柔性底盘的性能和运动控制参数,试制了一种由4个水平转盘构成的柔性底盘性能检测试验台,设计了试验台检测控制电路和系统软件。通过柔性底盘在试验台上的运行,模拟直行和90°横行运动,进行柔性底盘运动性能及控制参数的测试。试验结果表明：在不同运动状态下柔性底盘轮毂电机的转速从0增加到匀速状态所需的时间为2~3 s,柔性底盘直行和90°横行的牵引力分别可以达到1 132 N和1 165 N;定速行驶时,柔性底盘各轮毂电机的驱动力不同,需要实时自动调节各轮毂电机的驱动电流,保证各独立驱动的轮毂电机协调运动。测试结果可为四轮独立驱动独立转向柔性底盘控制策略的制定和参数优化提供依据。

加速度计自动测试系统的设计与实现

介绍了一种采用分布式计算机测试与控制方式的加速度计自动测试系统,它实现了转台自动控制和加速度计的程控测试。通过实验测试表明:它不但可以提高了测试系统的自动化程度,而且还降低了劳动强度,极大地提高了劳动效率。

一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法

校正源信号方向角不容易精确测量,限制了阵列有源校正方法的精度。另一方面,无源校正方法难以应用于存在大阵列误差的场合,其实际应用也受到严重限制。该文提出一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法,无需测量校正源信号方向角就能获得较高的校正精度。该方法利用已知的阵列旋转角度,基于最大似然准则获得阵列幅相误差、校正源信号方向角及其复振幅的无模糊估计。相对于校正源信号方向角,阵列旋转角度通过专用测试转台更容易精确测量,因此该方法能以较小的代价获得很高的校正精度。仿真实验验证了该方法的有效性和通用性。

适用于SGT320E型三轴多功能转台的多串口数据同步采集

SGT320E型三轴多功能转台是进行惯性传感器标定、惯性测量单元(IMU)和姿态航向参考系统(AHRS)性能测试的重要平台;实现三轴多功能转台和待测负载设备的测试数据同步采集,是使用三轴多功能转台面临的关键问题之一;基于同步脉冲机制,提出了转台与待测负载的数据同步输出的3种方法;在对多线程串口通讯CSerialPort类进行改进的基础上,使用Microsoft Visual Studio2005集成开发环境,开发了多串口数据同步采集软件程序;以XSENS公司生产的MTi微型姿态航向参考系统作为待测负载设备,综合运用信号发生器、USB转多串口设备和笔记本电脑,在三轴多功能转台上开展了系统测试;在同步脉冲信号频率为10Hz时,软件程序采集得到的4路各6 156个数据保持了严格的时间同步,这表明所提出的多串口数据同步采集方法适用于SGT320E型三轴多功能转台和待测负载设备的测试。

精密转台双回路控制研究

针对精密测试转台位置方式在大偏差下超调量大及条件稳定问题，提出变增益双回路控制方案，对其位置控制系统进行了分析和设计。仿真和实验表明，该方案能使转台实现快速、无超调精确定位。系统具有可靠性好、精度高等优点。

基于陀螺全站仪的三轴惯性测试转台寻北方案及实验

针对惯性测量元件误差参数的标定精度取决于惯性测试转台的基准精度,提出一种基于陀螺全站仪的转台平面镜寻北方法。利用实验室外一级控制点坐标计算陀螺全站仪的仪器常数并求取子午线收敛角,对陀螺全站仪和T3经纬仪进行准直观测修正并测量法线夹角完成转台平面镜法线方向地理方位角的求取,以此实现转台北向基准的建立。采用实验室光纤陀螺惯导系统搭建实验平台并开展多位置敏感地球自转角速度分量的重复性验证实验,结果表明基于陀螺全站仪的转台北向基准测定方法具有较好的可行性与可靠性。

三轴惯性仿真转台的动态性能测试方法

惯性仿真转台动态特性直接制约着惯性器件的标定精度,该文通过设置惯性仿真转台3个转动框架的摇摆幅度和频率,研究各旋转框在独立摇摆工作条件下所对应的角位置、角速度和加速度的理论输出与实际输出的获取方法并建立两者间的误差曲线。转台测试结果表明,该测试方法可有效获取实验室三轴惯性仿真转台的动态误差特性,且转台高频抖动噪声是影响惯性器件标定效果的主要因素。

转盘式分选机中高速旋转吸盘的动力学分析与计算

针对转盘式集成电路测试分选机中的高速旋转吸盘,进行了动力学分析,推导了真空吸盘在吸持电路做高速旋转运动情况下,所需动态吸力的计算公式。选择不同的角速度控制曲线,计算出在设计指标测试分选产量(Unit Per-cent Hour,UPH)为36 000颗/h和电路为QFN4×4的情况下,所需的动态吸力曲线,并进行了相应的分析和讨论。最后根据计算出的最大动态吸力,确定出所需的最小真空压强及相应的真空吸盘。

导弹二维加速度过载环境的离心转盘模拟方法

为了在实验室条件下检测导弹关键部件的抗过载能力,提出了一种离心转盘模拟试验方法。根据合成加速度的二维矢量分配原理,利用离心机带动转臂提供持续的动态加速环境;采用位置速度时间运动控制模式,利用转盘对其合成加速度实时跟踪和矢量分配,进行二维动态加速度的同步加载,实现导弹加速度过载环境的模拟。仿真和试验结果表明了该方法的可行性和有效性。

基于惯量辨识的测试转台自适应内模控制

为了降低系统模型参数变化对测试转台控制系统的影响,提出了基于惯量辨识技术的自适应内模控制方案.首先建立了某型号测试转台数学模型,设计了测试转台内模控制器,在此基础上采用基于扰动转矩观测器的惯量辨识算法来辨识测试转台转动惯量的变化情况,然后通过模糊控制器根据转动惯量的变化自动调整内模控制器的参数,从而确保了控制器的控制性能.仿真和实验结果表明,该控制方案对惯量的变化有着很强的自适应性,提高了测试转台控制系统的抗干扰性能和系统的鲁棒性,取得了较好的控制效果.

星载二维转台结构设计及刚度分析

星载二维转台是激光通信指向结构的重要组成部分,也是影响星载设备性能的关键部件之一,需要对其进行合理的结构设计和正确的刚度分析,并通过对比试验结果与仿真结果验证设计分析的正确性。首先,介绍了星载二维转台结构形式,基于Isight集成优化方法对比分析了摆镜组件的两种结构形式,并对U形架和轴系结构进行了刚度设计;然后,对二维转台进行有限元建模并重点介绍了轴承的弹簧单元等效建模方式;最后,对星载二维转台进行了刚度分析和试验验证,二维转台在X、Y、Z三个方向上仿真计算的固有频率与试验结果误差在6%以内,表明等效弹簧单元能准确模拟轴承结合部的力学特性。通过对星载二维转台的力学试验验证表明,在保证了二维转台的质量约束和刚度要求下,各部分组成部件结构刚度设计和刚度分析合理,二维转台抗力学性能满足激光通信的任务需求。

基于运动控制卡的两轴转台控制系统设计

为了安全快捷地获取数控系统及航空模型等研究领域不便测取的相关参数,提出了搭建一套仿真测试平台的方案。借助mesa运动控制卡,用VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)进行底层控制软模块设计,同时调用Linux操作系统环境下Matlab中设计的闭环控制器,实现对两轴转台的精确控制。测试实验结果表明,该全数字脉冲转台控制系统可以精确稳定运行,适用于多种系统精准参数的测量以及小型系统的稳定性、可靠性等性能仿真测试。

加速度计动态误差系数标定的仿真研究

在分析和研究加速度计动态输出的基础上 ,综合了加速度计仿真模型和三轴转台数学模型以及测试误差的特性。利用 MATLAB进行了仿真 ,使得在三轴转台上标定加速度计动态误差系数有了清晰的先验认识和结果预期。