CN2935226Y - 以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，包括有直流调速装置、力矩电机、被控对象摇摆台体，还设置有由CPU主板和接口构成的工控机、伺服放大器、测角传感器。其中，接口有D/A接口、R/D接口、DI/O接口，CPU主板与各接口是通过数据总线相互连接；D/A接口与伺服放大器连接，伺服放大器、直流调速装置、力矩电机、被控对象摇摆台体、测角传感器依次串接，测角传感器还连接R/D接口；DI/O接口连接PLC。本实用新型由于采用上述结构，实现了一定角度范围内，变幅值、变角速度、变角加速度的高精度摇摆运动复现，满足了低速、大转矩的输出要求。可广泛应用于模拟舰、船、潜艇在海上纵、横、艏摇摆运动仿真***的中小型高精度摇摆复现装置。

Description

以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置

技术领域

本实用新型属于一种摇摆复现装置，特别是涉及一种用于舰、船、潜艇摇摆运动仿真的高精度的以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置。

背景技术

通常，直流调速装置驱动直流力矩电机，使电机做360°旋转运动，适用于高速旋转运动，这种方式不能实现在一定角度范围内，频繁正反向启制动的高精度往复摇摆运动的要求。例如：要求被控对象进行纵摇方向正弦摇摆运动，摇摆幅值：±10°，摇摆周期：4-6s(可调)，这是一种变速度、变加速度的运动，在被控对象摇摆一周期内要求电机正转—— 启动——制动，反转——启动——制动，被控对象长时间运行，要求电机频繁的正反向启制动。而现有的直流调速装置驱动直流力矩电机，不能实现被控对象在摇摆一周期内做到电机正转——启动——制动，反转——启动——制动。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于舰、船、潜艇摇摆运动仿真的，能够满足一定角度范围内高精度摇摆复现运动的以设定角度往复摇摆运动的控制装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，包括有直流调速装置、力矩电机、被控对象摇摆台体，还设置有由CPU主板和接口构成的工控机、伺服放大器、测角传感器。其中，接口有D/A接口、R/D接口、DI/O接口，CPU主板与各接口是通过数据总线相互连接；D/A接口与伺服放大器连接，伺服放大器、直流调速装置、力矩电机、被控对象摇摆台体、测角传感器依次串接，测角传感器还连接R/D接口；DI/O接口连接PLC。

所述的工控机还连接有键盘/鼠标、显示器以及打印机。

所述的力矩电机与被控对象摇摆台体的运动轴直接相连。

所述的测角传感器设置在被控对象摇摆台体的运动轴上。

所述的测角传感器采用多极双通道旋转变压器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型的以设定角度往复摇摆运动的控制装置采用上述结构，实现了一定角度范围内，变幅值、变角速度、变角加速度的高精度摇摆运动复现，满足了低速、大转矩的输出要求。可广泛应用于模拟舰、船、潜艇在海上纵、横、艏摇摆运动仿真***的中小型高精度摇摆复现装置。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型中轴角转换模块接口卡的结构示意图；

图3是伺服放大器的示意图；

图4是旋转变压器的电路原理图。

图中的标号分别是：

1-工控机；2-CPU主板；3-D/A接口；

4-DI/O接口；5-R/D接口；6-伺服放大器；

7-直流调速装置；8-力矩电机；9-被控对象摇摆台体；

10-测角传感器；11-数据总线；12-打印机；

13-键盘/鼠标；l4-显示器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本实用新型的以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，包括有直流调速装置7、力矩电机8、被控对象摇摆台体9，还设置有由CPU主板2和接口构成的工控机1、伺服放大器6、测角传感器10，其中，接口有D/A接口3(数/模转换接口)、RUD接口5(轴角转换模块接口)、DI/O接口4(输入、输出接口)，CPU主板2与各接口是通过数据总线11相互连接；D/A接口3与伺服放大器6连接，伺服放大器6、直流调速装置7、力矩电机8、被控对象摇摆台体9、测角传感器10依次串接，测角传感器10还连接R/D接口5；DI/O接口4连接PLC。工控机1还连接有键盘/鼠标13、显示器14、打印机12。

所述的力矩电机8可长期工作于极低速状态巳且满足低速、大转矩要求。力矩电机8与被控对象摇摆台体9的运动轴直接相连，驱动被控对象作摇摆复现运动。

所述的测角传感器10也设置在被控对象摇摆台体9的运动轴上。测角传感器10采用如图4所示的由上海21研究所生产的多极双通道旋转变压器。旋转变压器是一种精密角度检出装置，是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系；

与测角传感器10相连的R/D接口3(轴角转换模块接口板卡)选用如图2所示的中船重工集团公司716研究所的BRDC-1轴角转换模块接口卡，其主要由2路RDC转换器、2块DC-AC(直流-交流)转换器和单片机组成，功能是：将旋转变压器形式的模拟电压信号转换成数字全角量送入计算机。整个反馈***完成对被控对象实时摇摆角度的测量，为控制***位置环提供反馈信号。

在本实用新型的实施例中：D/A接口3选用泓格A626 6通道D/A接口板卡；DI/O接口4选用研华PCL730DI/O接口板卡；伺服放大器6如图3所示的型号为VICKESEHA-PAM-291-A-20的伺服放大器；直流调速装置7选用西门子6RA70直流调速装置，接收伺服放大器输出信号，同时输出信号控制力矩电机；力矩电机8选用成都电机厂永磁直流力矩电机。

本实用新型的工作原理是：将直流力矩电机的转子与被控对象的运动轴连接，直流调速装置的输出与力矩电机相连，控制软件接摇摆数学模型离散摇摆谱线，将给定摇摆信号与反馈的实际摇摆信号的差值信号通过D/A输出卡将控制软件处理后的数字量信号转换为±l0V电压形式模拟量信号输出给伺服放大器，伺服放大器的输出信号作为直流调速装置速度环的给定信号输出给直流调速装置，驱动被控对象摇摆；DI/O接口(数字量输入、输出板卡)完成控制软件与PLC的信号交互，实现被控对象(摇摆台体)的启停控制及故障报警等状态监测。

Claims (6)

1.一种以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，包括有直流调速装置(7)、力矩电机(8)、被控对象摇摆台体(9)，其特征是：还设置有由CPU主板(2)和接口构成的工控机(1)、伺服放大器(6)、测角传感器(10)，其中，接口有D/A接口(3)、R/D接口(5)、DI/O接口(4)，CPU主板(2)与各接口是通过数据总线(11)相互连接；D/A接口(3)与伺服放大器(6)连接，伺服放大器(6)、直流调速装置(7)、力矩电机(8)、被控对象摇摆台体(9)、测角传感器(10)依次串接，测角传感器(10)还连接R/D接口(5)；DI/O接口(4)连接PLC。

2.根据权利要求1所述的以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，其特征是：所述的工控机(1)还连接有键盘/鼠标(13)、显示器(14)。

3.根据权利要求1所述的以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，其特征是：所述的工控机(1)还连接有打印机(12)。

4.根据权利要求1所述的以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，其特征是：所述的力矩电机(8)与被控对象摇摆台体(9)的运动轴直接相连。

5.根据权利要求1所述的以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，其特征是：所述的测角传感器(10)设置在被控对象摇摆台体(9)的运动轴上。

6.根据权利要求1所述的以设定角度和周期往复摇摆运动的控制装置，其特征是：所述的测角传感器(10)采用多极双通道旋转变压器。

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