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.     

基于PCI-7354的三轴转台控制系统设计

三轴转台是测试惯性元件的关键设备之一。随着航天、航空工业的发展,对惯性元件的精度要求不断提高,同时也对测试转台的性能指标要求越来越高。本文以三轴转台伺服系统为研究对象,确定了基于PCI-7354运动控制卡和直流伺服电机的控制方案,应用PCI-7354运动控制卡的伺服控制,通过系统调试完成了转台控制系统的设计。试验结果表明,该转台控制系统具有精度高、稳定性好、开发周期短等特点,可以满足实际应用的需要。     

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。     

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.     

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。     

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。     

惯性组合三位置现场测试方法

针对陀螺漂移和加速度计零偏,提出了一种三位置现场测试方法。该方法不需要转台,对夹具和测试基准无特殊要求,惯性组件无须精确取向。仿真结果表明,惯性器件测试误差主要由安装失准角和标度因数误差有关。     

基于阻尼最小范数法的四轴转台逆运动学算法分析

由于三轴转台在仿真过程中会产生运动学奇异,因此无法模拟大角度全姿态的飞行运动。四轴转台通过在三轴转台的基础上增加一个冗余轴,利用冗余自由度的特点可以有效规避三轴转台的奇异性。针对四轴转台中冗余自由度的逆运动学求解,采用加权最小范数法构建了等式的约束优化条件,并通过引入阻尼因子增强了求解的鲁棒性。最后,为了降低由消除闭环迭代引起的误差,在算法中进一步引入了二次计算,从而最大程度地提高了框架角解算的准确性。通过仿真分析,所提出的方法可以进行四轴转台的框架角解算且角度变化平稳,满足仿真周期为1ms的测试需求,理论解算精度可以达到10^-11量级。     

惯性仪表复合环境仿真测试技术

武器装备产品都是在一定环境下使用的,因此必然受到周围环境因素的影响。由于测试环境和实际使用环境的不同,惯性仪表的“测试性能”和“使用性能”之间存在巨大差异。为满足惯性仪表地、空、天测试一致性的要求,提出了复合环境测试的概念。针对目前惯性仪表在测试中的相关问题,提出了复合环境测试设备的原理及实现方法,并结合测试设备提出了惯性仪表复合环境下的仿真测试方法,对仿真测试设备和仿真测试方法进行了试验验证。试验结果验证了复合环境测试设备和测试方法的可行性。     

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。     

液压仿真转台的PFC-PID串级控制

 针对三轴液压仿真转台系统难以获得精确数学模型,存在较大参数变化和各种干扰,常规控制方法难以获得良好控制效果的特点,找到一种适合三轴液压转台的预测函数控制(PFC)策略,并与PID控制相结合,提出PFC PID串级控制并应用于液压仿真转台系统。系统内回路采用PID控制克服各种干扰,内回路和液压仿真转台对象构成PFC的广义被控对象,对广义被控对象采用PFC控制拓展系统频宽,改善系统性能。对三轴液压仿真转台的仿真研究结果表明了该方法的有效性和优越性。     

大摩擦情况下三轴飞行模拟转台QFT鲁棒控制器的设计

三轴飞行模拟转台是用于飞行控制系统半实物仿真的高性能位置跟踪和速度跟踪的一个重要设备。摩擦力和不确定性是三轴飞行模拟转台伺服系统的主要特性。在基于转台的动态和静态非线性Stribeck摩擦模型描述的基础上 ,考虑转台伺服系统的实际不确定性 ,设计了QFT鲁棒控制器 ,并给出了仿真和实时控制效果。     

基于RTW与RTX的三轴转台仿真系统

应用Matlab/simulink的RTW工具箱将Matlab中设计的模型快速生成实时目标机可以运行的程序代码,并下载到实时目标机中运行.实时目标机采用Vxworks实时操作系统确保仿真模型的实时解算、控制与通讯.同时,三轴转台控制计算机利用RTX实时扩展子系统确保其Windows平台下的实时性,从而实现三轴转台仿真系统的半实物仿真试验.     

基于MEMS器件的弹载小型惯性测量设计与标定实验

针对弹载惯性测量装置小体积、低功耗的应用需求,研制了基于16488的弹载惯性测量装置,应用六位置正反转方法在三轴速率转台上对测量装置进行模型误差系数标定。实验结果表明,应用标定后的模型误差系数对原始输出数据进行补偿后,姿态测量精度得到大幅提高,能满足弹载姿态测量精度需求。     

全国惯性技术计量技术委员会审议5项技术法规

在2014年12月3日召开的全国惯性技术计量技术委员会2014年年会上，审议了《惯性技术计量术语及定义》、《微机电（ MEMS）陀螺仪校准规范》、《陀螺仪动态特性校准规范》、《钻孔倾斜仪校准规范》和《三轴转台校准规范》5个技术法规，其中《惯性技术计量术语及定义》等4个技术法规已通过评审，《三轴转台校准规范》需要完善后再次提交委员会审查。目前，各技术法规的主要编写人正在准备技术法规报批稿等材料，近期将完成上报。     

半实物仿真中三轴转台误差分析

介绍了半实物仿真中三轴转台的设备参数修正方法,根据此结果对影响转台精度的频率特性进行测试,并从理论上给出转台框架误差的分析结果。     

惯性仪表标定误差的补偿抑制技术综述

本文综述了惯导测试设备误差源、运动参数激励误差、误差传递方法,介绍了如何获取在惯性仪表坐标系下的精准运动参数激励,介绍了惯性仪表测试误差自动补偿、抑制方法。最后综述了惯性仪表测试误差的评估方法,阐述了惯性仪表测试标定技术的发展方向。     

三轴转台误差源对陀螺加速度表测试的影响

分析了三轴转台设备误差源;讨论了转台误差对陀螺加速度表测试精度的影响。根据陀螺加速度表的输入输出模型,建立了转台误差对陀螺加速度表系数辨识影响的数学表达式。     

大偏载情况下双马达同步驱动控制建模及研究实现

针对某三轴液压飞行仿真转台研制中的关键技术,经过详细的建模仿真,研究压差均衡控制策略对负载变形的抑制效果和PID控制参数对负载变形的影响。经过试验验证,该方案合理可行,能取得较好的动静态技术指标,最终该同步方案成功应用于某三轴液压飞行转台。     

带惯性负载的阀控马达随动系统的非线性仿真

本文以 YMT-S型三轴飞行模拟转台为例,对带惯性负载的阀控马达随动系统的非线性进行了模拟计算机仿真。时间比例尺取 m=100。仿真的液压元件为:3 F 电液伺服阀和 YCM-27径向柱塞式液压伺服马达。通过模拟计算机仿真,观察了伺服阀的死区、磁滞与摩擦造成的滞环,流量与压力间的平方根律造成的非线性增益,阻尼非线性:伺服马达的库仑摩擦;转台刚度以及传动间隙对系统的影响。该系统结构如示意图1:本文第一部分为结构图及模拟计算机图的建立;第二部分为系统仿真结果与分析。