方位雙穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)剖析

1、9英寸4U高的標(biāo)準(zhǔn)抽屜,前面板如圖3所示。圖1方向雙轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)構(gòu)成框圖-71-電子設(shè)計(jì)工程2010年第6期圖3轉(zhuǎn)臺(tái)控制器前面板表示圖圖4加固PC-104計(jì)算機(jī)好的抗振性,合用于環(huán)境惡劣的機(jī)載設(shè)施。經(jīng)過加固后的PC-104計(jì)算機(jī)如圖4所示。轉(zhuǎn)臺(tái)控制計(jì)算機(jī)軟件采納WindowsNT操作系統(tǒng)3,便于開發(fā),擁有高靠譜性、安全性等特色。軟件模塊主要包含及時(shí)控制和人機(jī)接口兩部分。及時(shí)控制部分主要包含數(shù)據(jù)收集、坐標(biāo)變換、網(wǎng)絡(luò)及串口通信、控制保護(hù)等;人機(jī)接口部分主要包含顯示管理、參數(shù)管理、故障監(jiān)測(cè)等模塊。驅(qū)動(dòng)電路由電機(jī)-測(cè)速機(jī)組、功率放大器、電流環(huán)、速度環(huán)和EMI濾波電路構(gòu)成。主要用于功率放大、電流控制等。

2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)采納永磁直流力矩電機(jī),功率放大采納線性功率放大器,動(dòng)向性能好,電磁攪亂小、簡(jiǎn)單、靠譜。堅(jiān)固陀螺采納航空速率陀螺,構(gòu)成陀螺堅(jiān)固環(huán),以間隔動(dòng)載體姿態(tài)變化對(duì)追蹤的影響。轉(zhuǎn)臺(tái)控制器的主要工作方式有待機(jī)、指向、程序追蹤。轉(zhuǎn)臺(tái)雙轉(zhuǎn)臺(tái)是安裝于某工程動(dòng)載體上的機(jī)電設(shè)施,轉(zhuǎn)臺(tái)采納高精度齒輪驅(qū)動(dòng),為控制轉(zhuǎn)臺(tái)的重量及知足動(dòng)載體設(shè)施的環(huán)境要求,采納鋁合金資料柔性加工,齒輪及軸采納合金鋼,軸承采納高精度圓錐滾子軸承及球軸承4,以便于提升轉(zhuǎn)臺(tái)剛度和機(jī)械性能。堅(jiān)固轉(zhuǎn)臺(tái)指引原理堅(jiān)固轉(zhuǎn)臺(tái)指引原理圖如圖5所示,它利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS給出動(dòng)載體所在的地理經(jīng)度、緯度,動(dòng)載體姿態(tài)參數(shù)(動(dòng)載體相對(duì)正北方向的航向角k、動(dòng)載體相

3、對(duì)水平面的橫滾角、動(dòng)載體相對(duì)水平面的俯仰角,再依據(jù)上位機(jī)的地點(diǎn)指令,經(jīng)過控制計(jì)算機(jī)計(jì)算兩個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)的方向角,進(jìn)行指引,使轉(zhuǎn)臺(tái)及時(shí)隨動(dòng)5于上位機(jī)指令。依據(jù)當(dāng)?shù)乜刂茊卧拿詈蛣?dòng)載體上的INS測(cè)出的動(dòng)載體地點(diǎn)經(jīng)緯度和動(dòng)載體姿態(tài),能夠計(jì)算出轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)目標(biāo)追蹤的機(jī)體角度,假定動(dòng)載體經(jīng)度為0,緯度為0;目標(biāo)點(diǎn)經(jīng)度為A緯,度為A則;兩點(diǎn)的方向角=tan-1sin(-A0cosAcos0sin-sinAAcos(-0A(1為大地角度,經(jīng)過坐標(biāo)變換成甲板角度=tan-1sinsincosELcos-k+cos(cosELsin-k(-sincossinEL(2由于轉(zhuǎn)臺(tái)只在水平方向作一維轉(zhuǎn)動(dòng),因此式(2中轉(zhuǎn)臺(tái)俯仰角EL

4、為0,則簡(jiǎn)化式(2=tan-1sinsincos-k+cos(sin-(kcoscos-(k(3若45且225且315為,轉(zhuǎn)臺(tái)2工作,轉(zhuǎn)動(dòng)角度為:-270。轉(zhuǎn)動(dòng)角度順時(shí)針為正,逆時(shí)針為負(fù),其表示圖如圖6所示。5結(jié)束語該項(xiàng)目伺服系統(tǒng)已成功應(yīng)用,經(jīng)過環(huán)境判斷試驗(yàn)、靠譜性判斷試驗(yàn)、整機(jī)電磁兼容6試驗(yàn)、科研試飛考證,知足各項(xiàng)指標(biāo)要求,為后續(xù)項(xiàng)目進(jìn)一步發(fā)展確立堅(jiān)固基礎(chǔ)。參照文件:鄒伯敏.自動(dòng)控制理論M.3版.北京:機(jī)械工業(yè)第一版社,2007.陳永冰,鐘斌.慣性導(dǎo)航原理M.北京:國(guó)防第一版社,2007.3鞠光陰.操作系統(tǒng)原理M.武漢:武漢理工大學(xué)第一版社,2003.張潤(rùn)逵.雷達(dá)構(gòu)造與工藝:上、下冊(cè)M.北京:電子工業(yè)第一版社,2007.王慧.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)M.2版.北京:化學(xué)工業(yè)第一版社,2005.保羅.電磁兼容導(dǎo)論M.2