基于MATLAB的惯性仪表三轴转台测试仿真系统

描述了惯性仪表三轴转台测试的试验方法并建立了相应的仿真流程。应用MATLAB开发了仿真程序，介绍了MATLAB进行惯性仪表三轴转台测试仿真所具有的优越性。最后给出了仿真系统的组成及应用结论。     

三轴运动模拟转台的运动学和动力学

三轴运动模拟转台是惯性导航和飞行控制等测试当中使用的大型精密测试设备。高精度三轴转台的研制工作和转台的使用都要求对三自由度运动转台的运动学和动力学进行表达和描述。本文采用一种通用的、系统的向量和旋转矩阵的表达算法,对三轴转台的运动学进行了描述,给出了由转台的三个转角求转台方位的解,以及反之,由转台方位求三个转角的解;并且,运用了在级联刚体动力学中发展了的牛顿——尤拉方程,推导出三轴台的动力学方程,给出了在不同程度的三种结构假设条件下的转台动力学的具体的解析表达式。     

三轴飞行模拟转台控制系统设计

本文简要介绍了三轴飞行模拟转台在直升机飞行控制系统地面模拟试验中的作用,重点阐述了三轴飞行模拟转台控制系统的基本原理、结构框图和系统设计要求,以及该转台控制软件的设计方法。     

精密伺服转台控制系统的设计与实现

本文设计并研制了高精度伺服转台的控制系统。从控制系统的伺服原理方案出发,详细的介绍了三轴精密伺服转台控制系统的硬件和软件的工程实现。该系统采用基于高速DSP为核心的控制器的双闭环伺服控制方案。实验测试结果均达到了设计指标和精度要求,表明系统设计方案的实用性和有效性。     

复合制导半实物仿真试验分析系统设计研究

在飞行器控制系统的设计过程中,半实物仿真发挥了重要的作用.特别是在系统设计过程中,转台模型作为整个系统的重点和难点,其性能直接反映了仿真系统的精确度和置信度;三轴仿真测试转台起着很大的考核与验证作用,它有别于传统的三轴转台仿真.本文对三轴仿真测试转台的技术指标,半实物仿真系统的组成、工作原理与实际应用进行了详述.该系统已成功应用于某空间飞行器姿控系统半实物仿真试验中.     

惯导测试与运动仿真试验设备软件接口技术探讨

分析了惯导测试与运动仿真试验设备(转台)的各种软件接口应用特性,介绍了根据转台控制系统需求及用户需求确定软件接口方案,给出了转台用软件接口的数据交换方法,探讨了转台控制系统软件接口的通用性、可维护性和可扩展性.     

转台转位偏差对动调陀螺仪标定的影响分析

为了精确地在三轴转台上进行动调陀螺误差系数的标定,通过利用八位置翻滚试验法进行了惯性平台动调陀螺误差系数分离原理说明,分析了三轴转台各轴转位偏差对动调陀螺漂移误差系数的标定影响。通过计算,给出了转台转位偏差与受到影响的陀螺各漂移系数之间的量化关系,可有效指导多地区平台系统陀螺误差系数的标定测试。     

本刊资讯

正航空工业精密所亮相第11届中国国际国防电子展第11届国防电子科技展于2018年5月7号在北京举行,吸引了近350家参展商参会,航空工业精密所展示了自研的转台系统控制器,该控制器是精密所转台系统的核心技术,现已达到国际领先水平。同时多功能三轴测试转台也是精密所参展的设备之一,该转台系统为被测单元提供精准的单轴、双轴,或三轴的定位及速率基准,用于惯性元部件,惯性系统的静态测试和标定,以及仿真实验,得到业内用户的广泛认可。     

测试三轴转台误差分析及建模

以用于测斜仪的三轴转台为研究背景,通过分析其运动规律,探讨了三轴转台不正交度误差源对三轴转台精度的影响,并用MATLAB对它进行了误差建模,仿真计算得出了系统装配不正交时三个坐标的误差率;最后,引入实际测试过程中角度传感器的测量误差,在三轴不正交的前提下又对三坐标测量误差进行了数学建模,通过仿真分析,研究探讨了角度传感器带来的误差规律,在实际应用中为测斜仪标定测试和误差补偿提供了理论依据.     

惯性测试与运动仿真设备的规模定制探讨

针对用户特定需求,论述了怎样开发适应用户的专用转台。探讨了惯性测试与运动仿真设备的规模定制的特点和方法。分析了用于转台规模定制的应用技术。     

基于RBFN的伺服系统前馈控制器设计和仿真研究

 以转台伺服系统为控制对象, 采用RBF 神经网络前馈控制和比例反馈相结合的方法, 并利用单神经元对系统模型进行在线辨识, 为前馈控制器提供Jacobian 参数。将该方法运用在速度环控制中, 仿真结果表明, 采用了该方法的控制系统, 具有较高的跟踪精度和动态性能。     

控制力矩陀螺磁轴承-框架动力学耦合特性仿真研究简

框架角速率精度决定着控制力矩陀螺输出的姿态控制力矩精度,前者的精度由框架伺服电机力矩精度和框架转动惯量决定.磁悬浮控制力矩陀螺框架转动和陀螺转子的微小扭摆运动间存在动力学耦合,其框架表现出比标称值大的等效转动惯量.在柔性结构框架动力学模型和磁轴承刚度-阻尼模型基础上,研究磁轴承-框架动力学特性,推导出框架等效转动惯量和磁轴承控制参数之间的关系式,表明调整磁轴承控制参数能增大框架等效转动惯量,提高框架角速率精度.根据闭环系统稳定性和轴承承载力,确定了磁轴承控制参数取值范围,并给出了框架等效转动惯量的调节范围.通过对某小型磁悬浮控制力矩陀螺框架角速率控制系统的Simulink仿真,证明了控制力矩精度可以提高5倍,验证了模型的准确性.     

基于模糊免疫PID控制的力矩电机PWM调速系统

针对某型单轴速率转台使用的直流力矩电机,设计了专门的PWM驱动电路。采用模糊免疫PID控制代替传统PID控制的方法,调节PWM波的占空比,实现对力矩电机伺服系统的控制。仿真结果表明,采用模糊PID控制能够比传统PID控制能更加有效地提高系统的响应速度,具有良好的抗干扰能力,提高了系统运行的稳定性和鲁棒性。     

整体叶盘高效强力复合铣A轴高精度控制技术研究

A轴单元作为五轴数控机床的关键功能部件,其控制精度直接影响整体叶盘的加工精度和表面质量.针对摩擦、齿隙、参数摄动和测量噪声等非线性干扰对A轴伺服系统控制精度的影响,提出了基于线性二次型最优控制(LQC)和滑模控制(SMC)相结合的鲁棒控制算法(LQSMC).该方法以系统状态空间表达式及LQC为基础,通过引入基于卡尔曼滤波器和控制输入的状态估计,对系统状态空间模型进行改进并定义新的滑模面方程,使得改进后的控制算法在性能上接近LQC并能有效抑制SMC的抖振.仿真分析和实验结果表明,LQSMC算法具有控制精度高、鲁棒性强和抑制干扰能力强等优点,其能有效提高A轴伺服系统的定位精度和跟踪精度,使整体叶盘型面加工精度和表面一致性得到保证,并显著降低了表面粗糙度.     

基于A3200控制器的超精密机床控制系统的设计与应用

以一种新型的运动控制器—A3200控制器为核心搭建了数控系统硬件平台,对控制器的控制函数及直接命令进行了研究,基于机床的需求开发了数控系统软件平台。同时,结合A3200控制器与伺服系统参数整定与优化方法,对伺服系统参数进行了整定和优化,提高了系统的精确性和稳定性。最后,对半球谐振子进行了加工试验,验证了数控系统的控制性能及加工精度。     

燃油计量组件试验液压控制系统研究

为了准确测试航空发动机燃油计量组件的性能状态,对其性能试验的控制系统进行研究。基于燃油计量组件的结构、工作原理以及试验要求设计液压控制系统,采用由伺服电机、丝杠和光栅传感器组成的位移伺服控制系统实现计量组件阀芯位移的精确控制,提出“泵阀复合控制+进、出口压力协调控制”的控制策略,以实现计量组件出口压力和进、出口压差的精确控制。结果表明:该燃油计量组件阀芯位移控制精度可达到±0.001 mm,计量组件后压力及前后压差的控制精度均可达到±0.002 MPa,该燃油计量组件性能试验控制系统可以满足性能试验的需求。     

直流力矩电机PWM驱动卡的设计

针对某型直流力矩电机研制了基于PWM控制方式的驱动卡,对驱动系统的组成与电路结构进行了详细介绍,重点讨论了HIP4080A芯片的应用及其外围电路。试验表明,该驱动卡能有效改善系统的低速平稳性,有利于实现高性能的速率转台。     

基于负载惯量匹配的双电机同步控制方法

在交流伺服系统运动控制领域,针对双电机同步精确控制时由于两轴负载惯量相差较大、额定运行速度快、到位精度要求高等控制难点,提出了简单且有效的同步控制方法,并在试验中进行了验证。该方法包括对同步控制方式的设计和误差补偿算法2个部分。首先,设计使用基于虚拟主轴的主从控制方式,可实现惯量匹配的同步指令输出；在此基础上,从负载特性入手,提出了基于加权耦合的误差补偿方法,能实现快速稳定的同步误差补偿。仿真与试验结果表明,该方法能够满足伺服运动系统的定位精度和同步控制精度要求,同时在一定程度上提升了系统的平稳性和补偿响应速度,工程实现效果较好。     

基于梯度算法的永磁伺服系统惯量辨识性能研究

为抑制惯量扰动对高性能伺服驱动系统性能的影响,系统应具有惯量辨识和控制器参数自整定的功能,而精准、快速地辨识出系统实时转动惯量值是其需要首先解决的关键技术.本文针对惯量辨识展开了研究,推导出永磁同步电机(PMSM)惯量辨识的梯度公式,并研究了影响惯量辨识收敛速度和精度的因素.通过仿真和实验表明,梯度算法用于永磁伺服系统...     

大惯量下电动伺服机构非线性特性与控制方法研究

针对高超声速飞行器非线性影响飞行姿态控制问题,分析了电动伺服机构中传动间隙、刚度、摩擦力矩等非线性因素的影响,并讨论了由间隙引起极限环的定义及产生条件。针对传动间隙引起的极限环振荡和较大惯量的翼面加剧振荡问题,建立了系统间隙极限环模型和非线性振动模型,并提出了间隙补偿器设计方法。重点研究了间隙、翼面转动惯量、刚度及干扰力对伺服控制系统的影响规律。通过在内环增加间隙补偿器的基础上,在外环引入速度、加速度负反馈设计方法,解决了大惯量舵面下控制系统抖动问题,仿真和试验结果证明了这一理论是正确的。