一种高精度位置速率转台_dqt_2型单轴气浮转台_朱立.pdf

控制工程19 85年第3期一种 高 精 度 位置速 率 转台 —OQT一2型 单 轴气浮 转台朱立容伊于锡武一甘1选呜、JI杯I(一)概况DQT一2单轴气浮转台是一种多功能,高精度位置—速率转台该转台采用立式结构,用静压空气轴承支承,承载能力中等,转台配有两套300/720型圆感应同步器 与一台直流力矩电机,还备有可装拆的滑环及检测感应同步器的夹具该转台控制系统具有位置和速率两种控制功能位置控制可以按照 任意指令完成位置控制,其位置指令分辨率为0.5 ! ,;速率控制分1 9档,速率范围为0.000 2/秒~140”/ 秒转台的空气轴承其径向旋转精度优于0.2微米;角向旋转精度优于士0.5气转台位置系统精度优 于士0.5 , ,;速率系统误差在0.0002/秒速率时为0.0 3%;在140/秒时为0.00 6形二)用途对 圆感应同步器及数显表进行静态和动态检测和调试检测和标定各种姿态敏感器,如陀螺,太阳敏感器,星敏感器等等对卫星姿态控制系统进行单通道物理模拟实验对卫星元部件进行实物模拟实验作为精密测角转台使用且 畜23(三)研 制 过 程DQT一2转台自1979年开始研制,198 0年初装,经过调试与改进,198 2年在北京控制工 程研究所 通过精度检定。

1983年6月经中国计量科学研究院正式检定( l ),该转台位置给定系统零位最大间隔误差为0.33 , ,,细分最大间隔误差为0.74刀(峰一峰值)1984年6月在北京通过部级鉴定四)使用情况DQT一2转台已投人使用,在该转台上完成了 圆感应同步器和数显表的检定与 调试工作,并进行了陀螺试验叻该转台配合其它 电子线路,可用于卫星姿控系统实物仿真实验,并己取得满意的结果伪1985年4月中国科学院长春光学精密机械研究所在空间中心二部使用这种转台对星载微波辐射计天线扫描与动量补偿系 统进行了技术鉴定闭一2一(五)转台 特 点DQT一2转台 的机械与电气控制系统简单可靠,稳定性好,速率范围宽,定 位精度高,是我国第一个突破峰一峰1 l ,精度的位置一速率转台均二、性能参数(一)主要技术参数转台高度转台重量台面尺寸转台最大直径空气轴承供气压力转台额定承载(位置一速率)气浮合最大承载(仿真)转台传感器驱动电机指令进制最小指令速率范围速率分档53 5毫米1 70公斤力必350毫米必530毫米2一6公斤力/厘米22 0公斤力150公斤力2X3 00/720圆感应 同步器D C力矩电机度,分,秒进制0.5, ,0.0002“/ 秒一140。

/秒19档(二)精度〔6)轴系径向跳动轴系轴向跳动台面端面跳动位置系统零位最大 间隔误差位置系统细分最大间隔误差正反转36 0重复性任意位置重复性速率稳定性优于:l护一8一3.根据系统的动态、静态指标和转台的固有传递函数设计校正网络,采用串联校正网络控制系统原理图如图8所示功放卜一1钧行图8控制系统原理图(四)控制系统的特点1.由于数显表精度高,分辨率为0.5 , ’,系统的给定量与反馈量在数显表中进行 模 拟量比较,因此系统误差在零位附近是连续的,具有模拟量控制的优点无量化误差,位置精度高,重复性好,转台 的位置抖动小(约 为0.2扩)这样就保证了转台低速率的平滑性和稳定性2.控制系统采用速率脉冲输人位置伺服系统,因此系统既可控制位置状态,又可控制速率状态又 由于输入量是速率脉冲,在数显表里进行数字积分成位置量,这样就不会引起 位置量漂移,因此转台的长期稳定性好一般4小时漂移小于0.5“3.转台控制系统 中将数显表开路,它与转台控制回路一起构成闭路系统数显表的采样频率为Z K C其各部件的时间常数约为lms这样转台的动态性能主要取决于转台控制系统的动态特性,而不受原数显表的限制,例如最高速率可达18 0“/S。

4.转台的速率状态是由位置跟踪来实现的在转台恒速转动中,转台位置严格地跟踪输人信号,位置误差很小(最高速率时位置误差<10“)而在一般 的锁相稳速系统中,转台 的位置无法确 定,因此本转台除可 作稳速测试用之外,还可用作速率状态下有位置要求的测试例如自旋卫星姿控系统中的太阳、地球及星敏感器等的测试5.利用系统的模拟量误差调试数显表这是本转台的一个重要特色,数显表的静态误差可以 利用光学分度设备进行标定,但是动态误差需要有转台测定l )当转 台以一定加速度由低速转到高速时,可以测试被测数显表的动态误差2 )当转台以一定速率(10/S )旋转时,系统误差基本上代表了感应 同步器和数显表的 函数误差(二次误差)根据此位置误差的大小调整数显表的补偿部件,使此误差变得最小,最后基本变成四次误差,这样可 使数显表的函数误差达到1“一2 , ,范围内在一般利用感应同步器和数显表作为测角和反馈元件的转台中,感应同步器和数显表的函数误差在运动条件下进行调整和补偿是相 当 困难的,而此误差对转台 的位置精度和速率稳定度都有较大的影响利用本转台就可方便地解决这一问题五)转台控制系统的推广应用自从本控制系统研制出来之后,进行了反复 的实验和测试,系统调试方便,工作稳定可靠,且便于模块化。

几年来我们将此控制系统用于以下几种转台上都取得了良好的效果:1.自旋通信卫星姿控系统半物理仿真试验用 的三轴机械转台,其内框控制系统、需要在自旋状态下正确定位一9一惯性姿态敏感器测试转台 的控制系统各种型号卫星的单通道半物理模拟转台控制系统23参考文献〔1〕DQT一2转台检定证书,计量院.〔2〕容伊朱立,DQT一2型单轴气 浮转台检定报告.〔3〕DQT佗转台使用报告,中国科学院自动化所二部.〔4〕星载遥感仪器的机械扫描与动量补偿装置鉴定检测 大纲,长春光机所何志刚.〔5〕DQT一2单轴气浮转台鉴定证书,部级鉴定会.〔6〕DQT一2单轴气浮转台测试结果报告,DQT一2鉴定会测试组.〔7〕TESTS丫 ST EMSC 人P ABIL ITIE S—C ONT RAVE SG O ERZC O RPOR A TION〔8〕利用双自由度液浮陀螺进行低速率测量,6 18所李森林.。