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自动转台

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  • 发布时间:2015/12/20 15:35:14
  • 作者:银河电气
定义
自动转台是一种复杂的机电一体化设备,本质是一个高精度伺服控制系统,在航空航天领域进行半实物仿真和测试中起着极其重要的作用。
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自动转台简介

  转台是检测和评价飞行控制系统中的陀螺仪及加速度传感器的主要设备。在飞行器控制系统半实物仿真中,将陀螺仪、加速度传感器等敏感元件置放在转台的内框架中,转台模仿飞行器在空中飞行时姿态位置的变化,从而使其能感受到与飞行器实际飞行时较逼真的姿态变化信号。自动转台采用伺服电控技术,通过计算机对转动轴进行高精度运动控制。

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转台台面分类

  转台台面所复现的角运动的自由度区别,转台相应地分为单轴、双轴和三轴,如今还发展出了五轴转台。

  1.单轴转台,台面运动只有一个自由度,以垂直轴为中心进行转动,只能模仿飞行器在一个平面内的角运动,是侧重静态或稳态性能的测试设备。如图1所示。

  2.双轴转台,台面运动具有二自由度,由垂直轴和水平轴组成,垂直轴做方位运动,水平轴做俯仰运动。如图2所示。

  3.三轴转台,台面运动具有三自由度,由三个相对转动的框架(外框、中框、内框)构成,三个框架轴相互垂直,分别用来仿真飞行器的方向、俯仰和滚动运动。三轴转台还可用于各种各种高精度跟踪设备如大型射电望远镜、天文望远镜等的支承架。如图3所示。

  4.五轴转台,在其内面三轴可模仿三个姿态角运动,外面的二个轴作为目标仿真器之用,可将红外导引头的热成像仪或透镜系统装在这两轴的交叉处,最外面二个框架轴转动时,目标仿真器可随之做复合运动。如图5所示。

 单轴转台与双轴转台

图1 单轴转台                                                     图2 双轴转台

三轴转台与五轴转台

图3 三轴转台                                                     图 4 五轴转台

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自动转台构成

  自动转台实际上是一个高精度的多自由度的随动系统,由精密机械台体和高性能的控制系统两部分组成。

01自动转台的台体

  它主要实现安装被测敏感元件;为被测敏感元件提供必要的运动自由度。转台的台体是机械设计部分,包括基座和轴框架。台体各轴上均装有减速齿轮,驱动电机以及角运动敏感元件(如反馈电位器、光电码盘和测速机)和高精度导电滑环,被测敏感元件装在与内框轴固联的负载盘或支架上。为了防止随动系统发生故障而连续旋转,撞坏被试部件,各轴装有限制转角的限位装置。减速齿轮装有消除间隙的装置(如偏心调节间距等)。各种引线通过各轴的中心孔以避免框架转动时发生交叉和牵缠。

02自动转台的控制系统

  自动转台的控制系统是一个典型的具有位置反馈、速度反馈和电流反馈控制的三环数字伺服控制系统。上位机的指令信号和反馈信号,经过运动控制器运算生成控制信号,控制信号经过驱动后,控制电机转动来控制台面转动;同时,角位置传感器将测得转台转动角度反馈给运动控制器,从而形成闭环控制系统,对转台的运动进行精确控制。

自动转台结构原理图

图5 自动转台结构原理图