이중축 관성 시험비율테이블은 관성 내비게이션 시스템 및 자세 제어 시스템의 성능 테스트를 위한 핵심 장비입니다. 2차원 공간에서 운반기의 각 움직임을 시뮬레이션함으로써그것은 관성 장치 (지로스코프와 가속계와 같은) 와 관성 장치에 대한 정확한 자세 참조 및 운동 흥분을 제공합니다.시스템비율테이블의기술 성능은 관성 테스트의 정확성과 신뢰성을 직접적으로 결정합니다.그리고 그핵심은 고정도 운동 제어 원칙과 고강도, 저 간섭 구조 설계에 의존합니다.기사모션 컨트롤의 핵심 논리, 핵심 기술, 구조 설계의 핵심 구성 요소 및 설계 고려 사항에 대해 자세히 설명합니다.고 정밀의 각 모션 시뮬레이션을 달성하는 본질적인 메커니즘을 보여줍니다..

I. 이중 축 관성 시험의 운동 제어 원칙비율 T할 수 있는

이중축 관성 테스트에 대한 모션 제어의 핵심 목표비율테이블은 두 정사각형 축에 독립적이거나 연결 된 각 움직임을 달성하는 것입니다is (일반적으로 아지무트와 피치 축)is) 일정한 속도 회전, 각 위치 위치 설정 및 시누소이드와 같은 다양한 테스트 시나리오에서 자세 시뮬레이션 요구 사항을 충족하기 위해오스실레이션이 제어 원리는 "명령 생성 - 신호 피드백 - 오류 수정"의 닫힌 루프 제어 시스템에 기반하고 있으며, 운동 계산, 서보 드라이브,고 정밀 감지 출력 각 운동의 정확성 및 동적 반응 성능을 보장하기 위해.

(I) 핵심 제어 논리: 폐쇄 회로 제어구조

측정 및 제어 시스템은의비율테이블그 주요 기능은 다음과 같이 요약 될 수 있습니다: 시스템의 세르보 제어 전략을 구현하고 시스템의 기술적 성능과 기능을 수행하고 시스템의 정상적인, 안전한,그리고 안정적인 작동. 

1.원칙:비율테이블 컨트롤은 오류 제어 이론에 기초하고 있으며, 명령 값과 피드백 값의 차이는 오류이며, 이상적인 제어 목표는 오류를 0으로 만드는 것입니다.이 오류는 PID 알고리즘에 의해 처리됩니다., 피드포워드 보정 알고리즘, 마찰 보상 알고리즘 등으로 전압 값을 생성합니다.이 전압 값은 다음 산업 표준 D / A 보드를 통해 출력. 모터 드라이버는 주어진 전압에 따라 모터를 운전하여 모터를 제어합니다.비율회전 테이블 프레임, 회전 각은 각 인코더에 의해 획득, 각 측정 모듈과 데이터 획득 카드를 통해 제어 프로그램에 다시 공급 (즉, 피드백 값).이 피드백 값은 명령 값과 비교되고, 오류가 0이 될 때까지 이 제어 주기가 계속됩니다.

이 시스템은 아날로그 전류 루프와 디지털 위치 루프로 구성된 하위 제어 구조를 사용합니다. 모터 드라이버에 입력되는 것은 D/A 변환 카드로 제어됩니다.그리고 모터 드라이버는 모터 컨트롤을 달성하기 위해 모터를 운전두 샤프트는 각도 인코더를 통해 샤프트 위치 신호를 전송하고, 각도 측정 모듈과 데이터 획득 카드를 통해 제어 프로그램에 다시 공급됩니다.제어 시스템은 그 다음 PID 제어 알고리즘과 고급 견고한 제어 알고리즘을 사용하여 원판을 제어위치 루프는 시스템의 주요 피드백 루프이며 시스템의 제어 정확성과 동적 요구 사항을 보장합니다.시스템의 전류 루프는 운전자가 내부적으로 구현됩니다이 전류 루프는 전력 공급 전압 변동의 영향을 줄이고 제어 토크의 선형성을 향상시키기 위해 armature 전류 부정적인 피드백을 형성합니다.그리고 전력 변환 회로와 모터에 과류를 방지.

2.제어 소프트웨어:비율테이블 제어 소프트웨어는 상층 (종합 관리 수준) 과 하층 (직접 제어 수준) 으로 나뉘어 있습니다.상위 계층과 하위 계층은 공유 메모리를 통해 통신하고 단일 컴퓨터에 구현됩니다.상층은 2차원의 중앙 모니터링 및 통합 관리 수준을 형성합니다.비율테이블, 주로 비 실시간 프로세스의 온라인 통합 관리, 성능 테스트, 안전 보호 설정 및 모니터링 기능을 실현합니다.소프트웨어의 하층은 2차원 컴퓨터의 직접 제어 수준입니다비율테이블 제어 시스템, 다양한 독립적인 세르보 제어 루프를 형성하는 데 사용됩니다.

중앙 모니터링 시스템 (CMS) 은 제어 시스템 내의 전용 하드웨어 장치입니다.그것은 각 채널의 세르보 시스템의 운영 상태를 제어하는 인터페이스를 통해 제어 소프트웨어와 직접 통신, 데이터를 감지하고 경보를 관리합니다. CMS는 또한 전체 시스템에 대한 보안 보호 및 논리적 제어 기능을 제공합니다.

3.세르보 컨트롤 스키마: 제어 시스템은 두 개의 독립적인 디지털 서보 제어 채널을 가지고 있으며 마이크로 컴퓨터 제어 드라이버-토크 모터 직접 드라이브 프레임워크와 디지털 서보 제어 시스템을 채택합니다.디지털 각 위치 피드백 루프고정도 피드백 요소와 디지털 변환기로 구성되어 시스템의 정확성과 성능 요구 사항을 충족합니다.산업 제어 컴퓨터를 주 제어 컴퓨터로 사용 하 여 세르보 시스템의 성능의 실현을 보장 시스템 제어 전략을 실행하여 시스템 성능을 완전히 보장합니다.

전체 컨트롤러는 네 가지 구성 요소로 구성됩니다: 고전적인 PID 컨트롤러, 제로 포인트 사전 보상 기반의 제로 단계 차이 피드포워드 컨트롤러, 적응 마찰 보상기,그리고 장애 관찰자를 기반으로 한 강력한 컨트롤러.

위치 루프는 피드포워드 및 피드백 컨트롤을 결합 한 복합 제어 구조를 사용합니다. 그것의 장점은 시스템의 추적 성능과 안정성을 분리하는 데 있습니다.피드워드 제어 는 안정성 에 영향을 미치지 않고 추적 성능 을 향상 시킨다, 닫힌 루프 제어는 외부 장애와 매개 변동에 대한 시스템 안정성과 견고성을 보장합니다.

포지션 클로즈 루프 제어에서는 장애 관찰자를 기반으로 한 강력한 제어 방법이 사용됩니다. 장애 관찰자는 토크 장애를 억제하고 시스템을 선형화하기 위해 사용됩니다.기본 아이디어는 제어 입력 외부 토크 장애와 모델 매개 변동에 의한 실제 물체와 명목 모델 출력 사이의 차이를 동일화 하는 것입니다즉, 동등한 장애를 관찰하고 제어 시스템에 동등한 보완을 도입하여 장애를 억제하고 제어 시스템의 견고성을 향상시킵니다.위치 폐쇄 루프의 설계는 주로 시스템 안정성과 정적 위치 오류를 고려, 위치 피드백에 대한 효과적인 논리 필터링 조치를 사용하여 비트 오류 및 잘못된 해석의 영향을 제거합니다.위치 폐쇄 루프 컨트롤러는 과잉없이 폐쇄 루프 시스템의 원활한 작동을 보장하기 위해 복합 제어기를 사용합니다.그것의 매개 변수는 매개 변수 변화에 대한 제어 시스템의 견고성을 향상시키는 다른 부하에 적응하도록 적응적으로 조정 할 수 있습니다.

(II) 핵심 기술: 고정밀 탐지 및 오류 보상

닫힌 루프 제어의 정확성은 고 정밀 피드백 탐지 및 효과적인 오류 보상에 의존합니다. 이중 축의 모션 제어에 대한 핵심 기술 지원입니다.비율테이블.

1.고정도의 각 위치/각 속도 검출: 고 정밀 감지 요소는 운동 상태를 습득하기 위해 사용됩니다.비율테이블 프레임 실시간으로 오류 수정에 대한 신뢰할 수있는 기반을 제공합니다. 일반적으로 사용되는 탐지 요소에는 광 전기 인코더, 회전 변압기 및 원형 인덕션 동기화 장치가 포함됩니다.그 중, 원형 인덕션 동기화기는 고 정밀비율높은 정밀도, 높은 안정성 및 강력한 반 간섭 기능으로 인해 테이블; 한편으로, 광 전기 인코더,빠른 반응 속도와 높은 해상도의 장점이 있습니다., 높은 동적 성능 요구 사항이있는 시나리오에 적합합니다. 검출 정확도를 더욱 향상시키기 위해, 멀티 리드 헤드 분할 기술이 일반적으로 사용됩니다.여러 리드 헤드에서 신호를 중첩하고 분할하여, 감지 요소의 표시 오류 및 설치 오류의 영향이 감소합니다.

2.오류 보상 기술: 이 기술은 소프트웨어와 하드웨어를 결합하여비율체계적 오류는 주로 기계적 전송 오류, 프레임 기하학적 오류 (두 축 사이의 정사각성 오류,셰프트 시스템의 방사선 및 축적 배류), 및 모터 데드존 오류. 무작위 오류는 주로 부하 장애, 온도 변동 및 외부 진동을 포함합니다. 보상 전략에는 다음이 포함됩니다. 첫째, 오프라인 캘리브레이션 보상고 정밀 측정 장비를 사용하는 레이저 인터페로미터와 같이 체계적인 오류를 캘리브레이션합니다., 오류 모델을 설정하고 오류를 취소하기 위해 제어 중에 실시간으로 모델을 호출합니다.적응 제어 알고리즘을 사용하여 로드 장애와 온도 변동과 같은 무작위 오류를 실시간으로 식별합니다., 동적으로 제어 매개 변수를 조정하고 시스템의 반 간섭 능력을 향상시킵니다.

II. 양축 관성 시험의 구조 설계비율표

이중 축 관성 장치의 구조 설계테스트 속도테이블은 "고도의 정확성, 높은 딱딱성, 낮은 간섭, 그리고 가벼운"의 핵심 요구 사항을 충족해야합니다." 기계 구조가 정확한 움직임을 전송할 수 있도록 해야 하며그 핵심 구조는비율테이블 프레임, 샤프트 시스템 집합, 전송 메커니즘, 지원 구조 및 보호 장치.각 부품의 설계는 직접 기계적 성능과 테스트 정확성을 결정비율테이블.

(I) 핵 구조 구성

1.T수 있는 프레임: 시험 표본을 지지하고 각 움직임을 실현하는 핵심 구성 요소로서 내부 프레임 (피치 축 프레임) 및 외부 프레임 (아지무트 축 프레임) 으로 구성됩니다.원형으로 연결된 축 시스템 집합체· 프레임 설계는 딱딱함과 가벼운 무게를 균형 잡아야 합니다. 불충분한 딱딱함은 움직임 도중 변형이 발생하여 자세 정확성에 영향을 미칩니다.과도한 무게는 모터 부하를 증가시키고 동적 반응 성능을 감소시킬 것입니다.고강도 알루미늄 합금은 일반적으로 프레임 재료로 사용됩니다. 유한 요소 분석은 프레임 구조를 최적화하기 위해 사용됩니다.무게를 줄이는 동시에 구조적 딱딱성을 향상시키기 위해 주요 부위에 강화 갈비뼈가 추가됩니다..

2.셰프트 시스템 조립: 이것은 r의 고정도의 각 움직임을 보장하는 핵심 구성 요소입니다.먹었다테이블, 직접 축 시스템의 회전 정확성과 안정성을 결정합니다. 축 시스템 조립체는 주로 스핀들, 베어링, 베어링 하우스 및 잠금 메커니즘으로 구성됩니다.회전 정확도를 높이기 위해, high-precision rolling bearings (such as angular contact ball bearings and tapered roller bearings) or hydrostatic bearings (gas hydrostatic bearings and liquid hydrostatic bearings) are typically used롤링 베어링은 간단한 구조, 낮은 비용, 빠른 반응의 장점을 가지고, 중등에서 고 정밀에 적합비율테이블. 수직 굴착류는 고압 가스 또는 액체로 형성된 오일/가스 필름을 통해 스핀드를 지원하며 마찰없이 작동하고 마모가 적고 회전 정확도가 높습니다.고 정밀성 r에 적합하게 만드는먹었다테이블. 샤프트 시스템 조립 동안, 스핀 들의 방사선 및 축적 배류를 줄이기 위해 베어링 전 충전이 엄격하게 제어되어야합니다. 동시에,온도 보상 설계는 샤프트 시스템 정확성에 온도 변화의 영향을 줄이기 위해 사용됩니다..

3.전송 메커니즘: 모터의 움직임을비율테이블 프레임, 그 전송 정확도는 직접적으로 영향을비율일반적인 전송 방법에는 직접 드라이브와 간접 드라이브가 있습니다. 직접 드라이브 (DD 드라이브) 는 모터 로터를 직접 모터 로터와 연결합니다.비율테이블 프레임, 중간 전송 링크를 제거합니다. 높은 전송 정확성, 빠른 응답, 전송 역작용이 없다는 장점이 있습니다.고 정밀의 전송 방법을 선호하는비율테이블. 간접 드라이브는 기어, 동기 벨트 및 리드 스크루와 같은 변속기 구성 요소를 통해 움직임을 전송합니다. 무거운 부하를 가진 시나리오에 적합합니다.하지만 정확한 가공과 조립을 요구합니다. 전송 반작용을 제어하고 전송 오류를 줄이기 위해.

4.지원 구조 및 보호 장치: 받침구조, 기본 및 브래킷을 포함하여비율외부의 진동이비율테이블의 움직임. 주철 또는 그라닌트 일반적으로 기본 재료로 사용됩니다. 그라닌트는 좋은 충격 저항과 안정성을 가지고 있으며 진동을 효과적으로 흡수하고비율보호 장치는 주로 내부 구성 요소를 보호하기 위해 사용됩니다.비율테이블, 먼지, 습기 등이 셰프트 시스템과 전송 메커니즘에 들어가는 것을 방지하고 동시에 테스트 중에 안전 사고를 방지합니다.이 일반적으로 밀폐 커버 및 안전 포함 그레이팅s.

(II) 구조적 설계의 핵심 사항

1.두 축 직각성 설계: 두 축 사이의 직각성 오류는 두 축 연결의 정확성에 영향을 미치는 주요 기하학적 오류이며 정확한 설계와 조립을 통해 보장해야합니다.구조 설계 단계에서, 두 축의 중심선이 엄격하게 정사각형임을 보장하기 위해 셰프트 시스템 구성 요소의 설치 위치가 3D 모델링을 통해 최적화됩니다.레이저 인터페로미터가 실시간 측정에 사용된다., 그리고 직각성 오류는 몇 초 이내에 레이어 하우스의 설치 정확도를 조정하여 제어됩니다.

2.가볍고 동적 균형 설계: 중량 분포가 불균형비율테이블 프레임 및 부하는 이동 중에 중원압력을 생성하여 진동을 유발하고 역학적 정확성에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 가벼운 설계비율테이블 프레임이 필요하고, 동적 균형 테스트와 교정을 통해 특이한 질량을 제거합니다. 동적 균형 교정은 일반적으로 무게를 제어하기 위해 무게를 추가하거나 제거하는 것을 포함합니다.비율테이블의 불균형은 최소 범위 내에서 고속 회전 중에 안정성을 보장합니다.

3.간섭 억제 설계: 기계적 간섭비율테이블 자체 (레어 마찰과 변속기 클리어런스 등) 및 외부 간섭 (진동 및 온도 변화 등) 은 테스트 정확성에 심각한 영향을 줄 수 있습니다.그리고 구조적 설계로 억제되어야 합니다.첫째, 진동 격리 설계가 채택되며, 외부 진동을 흡수하기 위해 기단과 바닥 사이에 진동 격리 패드 또는 플랫폼을 배치합니다.온도 조절 설계가 채택됩니다., 온도 센서와 난방장치 설치비율표를 제어비율테이블의 작동 온도를 실시간으로 측정하여 셰프트 정확성과 재료 특성에 대한 온도 변화의 영향을 줄입니다.전선 및 전선 설계는 전선과 전선 사이의 긴장과 마찰을 피하기 위해 최적화되어 있습니다.비율테이블 이동, 간섭 토크를 줄이는

4.시험용품 설치 및 인터페이스 설계: 시험용품의 설치 정확성은 시험 결과의 신뢰성에 직접적으로 영향을 미치므로 고밀도의 설치 인터페이스와 위치 참조 설계가 필요합니다.포지셔닝 방법과 같은 위치 핀과 끝 플랜지 일반적으로 테스트 조각의 설치 중심이 회전 중심과 일치하는지 확인하기 위해 사용됩니다.비율테이블. 동시에 필요한 신호 및 전력 인터페이스는 시험 조각과 외부 시험 시스템 사이의 연결을 촉진하기 위해 예약되어야합니다.그리고 인터페이스 디자인은비율테이블의 이동 범위와 정확성.

결론

이중축 관성 테스트의 운동 제어 원리와 구조 설계비율테이블은 유기적인 전체를 형성합니다. 운동 제어의 높은 정밀 요구 사항은 구조 설계의 높은 경직성과 낮은 간섭에 달려 있습니다.구조적 설계의 최적화는 모션 제어 알고리즘의 구현에 대한 견고한 기초를 제공합니다관성 내비게이션 기술이 더 높은 정확성과 소형화 쪽으로 발전함에 따라, 이중축 관성 테스트의 성능 요구 사항은비율테이블도 늘어나고 있습니다. it is necessary to further integrate advanced control algorithms (such as intelligent control and robust control) with high-precision structural design technologies (such as additive manufacturing and precision assembly) to continuously improve the testing accuracy, 동적 반응 성능,비율이너셜 기술의 발전을 강력하게 지원합니다.