Im Bereich der Trägheitsnavigation, der Simulation und Simulation von Fluggeräten, der Luft- und Raumfahrt sowie der Herstellung von High-End-Geräten stehen Trägheitsgeräte (Gyroskop, Beschleunigungsmesser) und die dazugehörigen Systeme (IMU, Trägheitsführung) im Mittelpunkt der Bewegungs- und Positionspürung. Ihre Leistung bestimmt direkt die Präzision und Zuverlässigkeit des gesamten Systems. Einachsige Trägheitsprüfdrehtesche sind genau die hochpräzisen Benchmarkgeräte für die Bewertung, Kalibrierung und Kalibrierung dieser "Nervenzentren". In diesem Artikel werden die Kernprinzipien und die wichtigsten Leistungsindikatoren eingehend erläutert und die technischen Implikationen im Bereich der Spitzentests dargestellt.

1.   Kernprinzip: Aufbau eines "idealen" Bewegungsgrundpunkts

Das Wesen des Trägheitsprüfdrehtisches besteht darin, dem zu messenden Trägheitsgerät eine bekannte, hochpräzise und steuerbare Umfeld für eine Drehbewegung mit einem einzigen Freiheitsgrad bereitzustellen. Seine technologische Realisierung ist der Kristall der Fusion von Präzisionsmaschinen, moderner Servo-Steuerung und hochpräziser Sensorik.

1.  Präzisionsmechanischer Körper: Der physikalische Grundstein der Leistung

Präzisionswellensystem: High-End-Drehtisch wird allgemein als diagonale Kontaktkugellager verwendet, um die Anforderungen an präzise axiale Positionierung und radiale Positionierung, hohe Steifigkeit und hohe Drehgenauigkeit zu erfüllen, was die physikalische Grundlage für eine ultraniedrige Geschwindigkeitsglättheit und eine ultrahohe Positionsgenauigkeit ist.

Direktantriebstechnik:   Verzicht auf herkömmliche Getriebe, Schneckenschnellen und andere Antriebslänge, mit einem großen Drehmoment und einem mehrpolischen Drehmomentmotor, der den Tischkörper direkt antreibt. Sein Vorteil besteht in nuller Umkehrluft, geringen Drehmomentschwankungen und hoher dynamischer Reaktion, die die nicht linearen Auswirkungen von Antriebsfehlern und Flexibilität vollständig eliminiert.

Hohe Steifigkeit und geringe Verformung:   Der Tischkörper und die Basis sind mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und einer symmetrisch verstärkten Konstruktion ausgestattet, um bei unterschiedlichen Belastungen und Temperaturen minimale geometrische Veränderungen zu gewährleisten und die Stabilität der Achse aufrechtzuerhalten.

2.  Hochpräzises Winkelmesssystem: Das "Auge" des Systems

Der Kern ist ein ultrapräziser Kreisraster-Encoder, der Zehntausende oder sogar Hunderttausende von Linien graviert und eine Auflösung von Sub-Winkelsekunden und sogar Milliwinkelsekunden durch präzise Mole Streifen- und Elektronische Segmentiertechnologie erreicht. Es misst in Echtzeit und kontinuierlich die absolute Position des Drehtisches und bildet die Feedback-Quelle für die vollständige Schließkreissteuerung, deren Genauigkeit direkt die Positionsbedingungen des Systems bestimmt.

3.  Hochleistungs-Servo-Steuerungssystem: „Gehirn“ und „Nerven“ des Systems

Dies ist ein High Speed Digital Signal Processor (DSP/FPGA)   Ein geschlossenes Echtzeit-Steuersystem. Es empfängt die Bewegungsanweisungen des Supercomputers (z. B. Position, Geschwindigkeit, Sinus-Schwingung) und vergleicht sie mit den tatsächlichen Werten des Raster-Feedbacks durch fortschrittliche Steueralgorithmen (z. B. adaptive PID, Forward-Feed-Kompensation, Störungsbeobachter, Trap-Filter)   Echtzeit-Berechnung und Ausgabe der Kontrollmenge.

Forwardfeed-Kompensation: Kompensation der bekannten Trägheit und Reibung des Systems, um die Genauigkeit der dynamischen Verfolgung zu verbessern.

Fallfilter: Präzise Unterdrückung von mechanischen Resonanzspitzen, um die Stabilität des Systems bei hoher Bandbreite zu gewährleisten.

Das Steuersignal wird durch einen leistungsstarken Servoantrieb verstärkt, der einen präzisen Antriebsmoment-Motor bildet, der einen präzisen Schließkreis von "Befehl-Steuerung-Antrieb-Ausführung-Rückmeldung-Korrektur" bildet, um eine glatte und präzise Bewegung von ultraniedrigen bis hohen Geschwindigkeiten zu erreichen.

Zweitens:   Analyse wichtiger Leistungsindikatoren: Definieren der Grenzen der Testfähigkeit

Die Bewertung der Vorteile und Nachteile eines einachsigen Trägheitsprüftisches erfordert eine mehrdimensionale Prüfung aus statischer, dynamischer und Umweltanpassung. Die folgenden Indikatoren sind die Kerngrundlage für die Auswahl der Ingenieure und repräsentieren auch die technische Decke des Herstellers.

1.  Statische Genauigkeitsindikator: Maßstab für die Messung "statisch"

Genauigkeit:   Die maximale Abweichung der Befehlsposition von der tatsächlichen Haltposition (in Winkelsekunden). Es spiegelt den Achsenfehler, den Rasterfehler und den Kontroll-Stabilitätsfehler wider und ist die "absolute Maßstäbe" der Genauigkeit des Drehtisches.

Auflösung:   Minimale Winkelzunahme, die das Steuersystem erkennen oder ausführen kann. Es bestimmt die untere Grenze der Bewegungsglättheit, die in der Regel höher als die Positionierungsgenauigkeit ist (z. B. Positionierungsgenauigkeit von 2 "mit einer Auflösung von bis zu 0,36").

Drehfehler:   Inklusive radialer / axialer Schlag, bezieht sich auf die nicht idealen Bewegungen der Drehachse im Raum. Der hohe Präzisionswert des Drehtisches kann bis zu ± 1 ", ist der Schlüssel, um sicherzustellen, dass die Tischfläche "nicht wankelt".

2.  Dynamische Leistungsindikatoren: Testen des Charakters der "Bewegung"

Winkelgeschwindigkeitsbereich und Glattheit:   Dies ist der wichtigste Indikator für die technische Herausforderung.

Reichweite: Bedarf an Abdeckung von unter der Erddrehzahl (0,001°/s) bis zu einer extremen Spanne von hohen Geschwindigkeiten (±10.000°/s).

Geschwindigkeitsstabilität: Bei konstanter Geschwindigkeit ist die momentane Geschwindigkeit relativ zur durchschnittlichen Geschwindigkeit schwankt, die häufig relativen Werten dargestellt werden (z.B. 1×10?? ）。 Es bestimmt direkt die "Reinheit" der Injektionswinkelgeschwindigkeit im Gyroskop-Kalibriertest und ist der ultimative Ausdruck der Beurteilung der Fähigkeit des Drehtischservosystems zur Unterdrückung von Drehmomentschwankungen und Reibungsstörungen.

Winkelbeschleunigung und Systembandbreite:

Maximale Winkelbeschleunigung: Bestimmt durch das Spitzenmoment des Motors und die Gesamtinertie des Systems, beeinflusst die hohe dynamische Manövrierbarkeit der Simulation.

Servobandbreite: Der Drehtisch kann die oberste Frequenzgrenze der Sinusbewegungsanweisungen (in Hz) genau wiedergeben. Eine hohe Bandbreite bedeutet, dass die hochfrequente Geste des Flugzeugs realistischer simuliert werden kann, was eine Voraussetzung für die Prüfung der dynamischen Reaktionseigenschaften des Geräts ist.

3.  Last- und Versatilitätsindikatoren

Lastfähigkeit und Inertitätsanpassung: Sie müssen sich nicht nur auf die maximale Belastung konzentrieren, sondern auch auf die Übereinstimmung der Lastinertität mit der Inertität des Rotors des Drehtisches. Eine angemessene Übereinstimmung ist der Schlüssel, um sicherzustellen, dass sich die dynamische Leistung nicht verschlechtert.

Synchronisierung und Kommunikationsschnittstelle: Unterstützung von PPS-Hardwaresynchronisierung (Sekundenpuls) und Echtzeit-Industrie-Ethernet mit hoher Bandbreite (z. B. EtherCAT), um sicherzustellen, dass die Drehbewegung genau mit dem Zeitstempel eines externen Datenerfassungssystems synchronisiert wird, was die Grundlage für komplexe Experimente wie Kombinationsnavigation und Multi-Axis-Tests ist.

Zusammenfassung: Technische Auswahl und Wertschätzung

Bei der Auswahl eines Trägheitsprüfdrehstellers geht es nicht einfach darum, den höchsten Wert eines einzelnen Indikators zu erreichen, sondern genau auf die Eigenschaften des gemessenen Geräts (z. B. Fasergyroskop, MEMS-IMU, Lasergyroskop) und die Prüfaufgaben (Nullabweichungskalibrierung, Skalenfaktorprüfung, dynamische Umgebungssimulation) zu passen.

Die Prüfung von Laser-Gyroskop/Hochpräzisionsfasergyroskopie erfordert eine äußerst hohe Effizienz bei ultraniedrigen Geschwindigkeiten und extrem niedrigen Winkelvibrationen.

Bei der Prüfung taktischer MEMS-IMUs oder Führungsköpfe werden hohe Bandbreiten, hohe Beschleunigungen und die Reproduzierung komplexer Bewegungsbahnen besonders wichtig.

Als Schlüssel-Mess- und Testgeräte Upstream der Industriekette der Trägheitstechnologie beeinflusst die Leistung des Trägheitsprüfdrehtisches direkt die Festlegung und Validierungsfähigkeit der Präzisionsdecke der nachgelagerten Geräte. Es ist nicht nur eine eiskalte Ausrüstung, sondern auch ein "Handwerker" und ein "Türwächter", der den technologischen Fortschritt der Trägheit fördert und die Genauigkeit der hochwertigen Ausrüstung des Landes sichert.

Jiujiang Luoyang Precision Technology Co., Ltd. arbeitet tief auf dem Gebiet der hochpräzisen Trägheitsprüfung und widmet sich der Bereitstellung umfassender Lösungen für Anwender von Standard-Einachsen bis hin zu komplexen Mehrachsen-Systemen. Mit erstklassiger Präzision, außergewöhnlicher Zuverlässigkeit und einer offenen Systemarchitektur sind unsere Produkte für nationale Schlüssellaboren und Branchenführer Ihr vertrauenswürdiger Trägheitsprüftechnologiepartner.