CN106227156A - 一种摇摆台运动控制*** - Google Patents

一种摇摆台运动控制*** Download PDF

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周炜
沈文超
张君实
陆克辉
张灏
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller

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Abstract

本发明公开了一种摇摆台运动控制***，包括上位机、控制器和摇摆台，上位机、控制器以及它们之间的通讯线路均集成于一机柜内，其中，摇摆台包括摆动机构、转动机构、底座、第一直流伺服电机和第二直流伺服电机，摆动机构和转动机构设在底座上，测试用的导弹固定在摆动机构和转动机构上，控制器控制第一直流伺服电机，进而第一直流伺服电机驱动摆动机构摆动，摆动机构通过摆动使测试用的导弹绕Y轴方向摆动；控制器控制第二直流伺服电机，进而第二直流伺服电机驱动转动机构转动，转动机构通过转动使测试用的导弹绕X轴方向转动。该摇摆台运动控制***具备独立使用的功能，用于模拟导弹的各种运动状态，进行辅助导弹测试。

Description

一种摇摆台运动控制***
技术领域
本发明涉及战术导弹地面测试设备运动与控制技术领域，尤其涉及某型战术导弹地面辅助测试设备运动与控制的摇摆台运动控制***。
背景技术
战术导弹进行地面综合测试时，某些测试阶段需要导弹进行动态运动，从而对弹上陀螺和加速度计产生动态激励，满足惯测、惯导、驾驶仪速率回路及雷达增益交叉耦合及导航比测试要求。
在导弹地面综合测试***中，引入摇摆台运动控制***，在导弹测试过程中利用摇摆台固定导弹一起进行运动，模拟产生导弹相应运动频率的绕Y轴摇摆的横向运动和绕X轴转动的滚动运动等各种运动状态，从而满足测试的需求。
以往，由于运动动力需求，同类型摇摆台***采用交流伺服电机***，控制***和电机设备作为比较大的干扰源产生较大电磁干扰，这导致摇摆台控制***会对导弹的测试***产生干扰情况。摇摆台***控制端部分并不能直接放入导弹测试***的机柜内，这不利于***的集成化和小型化，同时也会带来人力和时间的浪费；另外，电磁干扰带来的信号传输过程存在不稳定和局限性，不利于***的可靠性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种摇摆台运动控制***。
本发明所采用的技术方案是：
一种摇摆台运动控制***，包括上位机、控制器和摇摆台，所述上位机、控制器以及它们之间的通讯线路均集成于一机柜内，
其中，所述摇摆台包括摆动机构、转动机构、底座、第一直流伺服电机和第二直流伺服电机，所述摆动机构和所述转动机构设在所述底座上，测试用的导弹固定在所述摆动机构和所述转动机构上，所述控制器控制所述第一直流伺服电机，进而所述第一直流伺服电机驱动所述摆动机构摆动，所述摆动机构通过摆动使测试用的导弹绕Y轴方向摆动；所述控制器控制所述第二直流伺服电机，进而所述第二直流伺服电机驱动所述转动机构转动，所述转动机构通过转动使测试用的导弹绕X轴方向转动。
较佳的，所述摇摆台运动控制***包括模拟支架，所述模拟支架用于模拟测试用的导弹。
较佳的，所述控制器与所述第一直流伺服电机和所述第二直流伺服电机之间的通讯线路采用屏蔽双绞线或屏蔽护套电线电缆。
较佳的，所述控制器包括滚动驱动电源、摇摆驱动电源、第一控制器和第二控制器，所述摇摆驱动电源向所述第一控制器提供电能，所述滚动驱动电源向所述第二控制器提供电能，所述第一控制器与所述第一直流伺服电机连接，所述第二控制器与所述第二直流伺服电机连接。
较佳的，所述控制器包括信号处理板，所述信号处理板分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述第一直流伺服电机上设有第一光电码盘，所述第二直流伺服电机上设有第二光电码盘，所述第一光电码盘与所述第二光电码盘用于记录测试用的导弹的角位置信号，所述信号处理板分别与所述第一光电码盘和所述第二光电码盘连接。
较佳的，所述光电码盘与所述信号处理板之间的通讯线路采用屏蔽双绞线或屏蔽护套电线电缆。
较佳的，所述信号处理板设有用于密封的硬铝外壳。
较佳的，所述信号处理板的电路中设有LC滤波回路和滤波器。
本发明的有益技术效果包括：
采用直流伺服控制方式，增加了产品运行稳定性，满足摇摆台运动高精度指标的要求；
通过在信号处理板中增设LC滤波回路和滤波器以及多处通讯线路采用屏蔽双绞线或屏蔽护套电线电缆，解决了同类摇摆台***中存在的电磁干扰问题；
通过将上位机、控制器以及它们之间的通讯线路集成于一机柜内，提升了产品的小型化、集成化程度。
附图说明
图1是本发明一实施例的摇摆台运动控制***结构示意图；
图2是本发明一实施例的控制器结构示意图；
图3是本发明一实施例的控制器的面板示意图；
图4是本发明一实施例的摇摆台结构示意图。
图中，1-机柜；2-上位机；3-控制器；4-电缆；5-摇摆台；6-导弹；7-第二控制器；8-第一控制器；9-滚动驱动电源；10-摇摆驱动电源；11-信号处理板；12-底座；13-摆动机构；14-转动机构；15-模拟支架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。
请综合参考图1至图4，一种摇摆台运动控制***包括上位机2、控制器3和摇摆台5，上位机2、控制器3以及它们之间的通讯线路均集成于一机柜1内，
其中，摇摆台5包括摆动机构13、转动机构14、底座12、第一直流伺服电机和第二直流伺服电机，摆动机构13和转动机构14设在底座12上，测试用的导弹6被固定在摆动机构13和转动机构14上，控制器3控制第一直流伺服电机，进而第一直流伺服电机驱动摆动机构13摆动，摆动机构13通过摆动使测试用的导弹绕Y轴方向摆动；控制器3控制第二直流伺服电机，进而第二直流伺服电机驱动转动机构14转动，转动机构14通过转动使测试用的导弹绕X轴方向转动。
控制器3包括滚动驱动电源9、摇摆驱动电源10、第一控制器8、第二控制器7和信号处理板11，摇摆驱动电源10向第一控制器8提供电能，滚动驱动电源9向第二控制器7提供电能，第一控制器8与第一直流伺服电机连接，第二直流伺服电机与第二直流伺服电机连接，信号处理板11分别与第一控制器8和第二控制器7连接，第一直流伺服电机上设有第一光电码盘，第二直流伺服电机上设有第二光电码盘，第一光电码盘与第二光电码盘用于记录测试用的导弹6的角位置信号，信号处理板11分别与第一光电码盘和第二光电码盘连接。
控制器3面板上的按钮“程控/手控”，表示进行的是由上位机2自动控制还是手动控制。面板上的“1Hz/3Hz”表示运动频率。“摇摆/滚动”表示运动形式，是横向往复摆动还是轴向往复滚动。指示灯为各状态的指示。最后，“气动/停止”为最后的输出控制。
控制器3与第一直流伺服电机和第二直流伺服电机之间的通讯线路以及光电码盘与信号处理板11之间的通讯线路采用屏蔽双绞线或屏蔽护套电线电缆，减小电缆线间耦合对电路的干扰。在信号处理板11的电路供电脚均就近对地放置电容器，减小器件间的干扰信号通过电源线耦合。信号处理板11设有用于密封的硬铝外壳，将信号处理板11对摇摆台运动控制***的信号干扰降至最低。信号处理板11的电路中设有LC滤波回路和滤波器，减小器件间的干扰信号通过电源线耦合。
摇摆台运动控制***通过采取上述一系列康电磁干扰措施，解决了同类摇摆台运动控制***中存在的电磁干扰大、***集成度低、通用功能差的缺点。这也使得上位机2、控制器3和它们之间的通讯线路可集成于一机柜1内，提高了整套产品的小型化、自动化和集成化程度，节省了通讯设备的成本，提升了通讯可靠性，也便于人员操作。摇摆台运动控制***目前使用422通讯模块，也支持232、485和CAN等通讯模块。
不同于其它摇摆台运动控制***所采用的强动力强干扰的交流电机控制***，本套摇摆台运动控制***采用直流伺服电机控制***，具有功率高、能耗低、电磁干扰小的特点，从源头上降低了摇摆台运动控制***的电磁干扰。并且，本套摇摆台运动控制***实现全数字式速度、位置和力矩控制，提高了产品运行稳定性，满足运动高精度的指标要求。
摇摆台运动控制***采用了直流伺服电机与其控制器的小闭环和控制器3加运动终端光电码盘的大闭环相结合的模式，充分保证了摇摆台运动的精度和可靠性。
摇摆台运动控制***包括模拟支架15，模拟支架15用于模拟测试用的导弹6，即模拟导弹6的长度、质量、质心等参数以便让摇摆台运动控制***自校正。
摇摆台运动控制***可衍生诸多扩展功能，如支持对运动频率和幅度的定制；另外，该类摇摆台运控控制***可通过简单更换固定支撑装置进行改制，用于质量、长度、弹径、重心相近的战术导弹6，适用于类似功能要求的多型号武器***。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种摇摆台运动控制***，其特征在于：包括上位机、控制器和摇摆台，所述上位机、控制器以及它们之间的通讯线路均集成于一机柜内，
其中，所述摇摆台包括摆动机构、转动机构、底座、第一直流伺服电机和第二直流伺服电机，所述摆动机构和所述转动机构设在所述底座上，测试用的导弹固定在所述摆动机构和所述转动机构上，所述控制器控制所述第一直流伺服电机，进而所述第一直流伺服电机驱动所述摆动机构摆动，所述摆动机构通过摆动使测试用的导弹绕Y轴方向摆动；所述控制器控制所述第二直流伺服电机，进而所述第二直流伺服电机驱动所述转动机构转动，所述转动机构通过转动使测试用的导弹绕X轴方向转动。
2.如权利要求1所述的摇摆台运动控制***，其特征在于：包括模拟支架，所述模拟支架用于模拟测试用的导弹来校准该***。
3.如权利要求1所述的摇摆台运动控制***，其特征在于：所述控制器与所述第一直流伺服电机和所述第二直流伺服电机之间的通讯线路采用屏蔽双绞线或屏蔽护套电线电缆。
4.如权利要求1所述的摇摆台运动控制***，其特征在于：所述控制器包括滚动驱动电源、摇摆驱动电源、第一控制器和第二控制器，所述摇摆驱动电源向所述第一控制器提供电能，所述滚动驱动电源向所述第二控制器提供电能，所述第一控制器与所述第一直流伺服电机连接，所述第二控制器与所述第二直流伺服电机连接。
5.如权利要求4所述的摇摆台运动控制***，其特征在于：所述控制器包括信号处理板，所述信号处理板分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述第一直流伺服电机上设有第一光电码盘，所述第二直流伺服电机上设有第二光电码盘，所述第一光电码盘与所述第二光电码盘用于记录测试用的导弹的角位置信号，所述信号处理板分别与所述第一光电码盘和所述第二光电码盘连接。
6.如权利要求5所述的摇摆台运动控制***，其特征在于：所述光电码盘与所述信号处理板之间的通讯线路采用屏蔽双绞线或屏蔽护套电线电缆。
7.如权利要求5所述的摇摆台运动控制***，其特征在于：所述信号处理板设有用于密封的硬铝外壳。
8.如权利要求5所述的摇摆台运动控制***，其特征在于：所述信号处理板的电路中设有LC滤波回路和滤波器。
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