В области инерциальной навигации, моделирования и моделирования положения самолета, производства аэрокосмического и высокотехнологичного оборудования, инерциальных устройств (гироскопов, акселерометров) и их составных систем (ИДУ, инерциальной навигации) являются ядром измерения движения и положения. Их производительность напрямую определяет точность и надежность всей системы. Одноосный инерционный тестовый проигрыватель является незаменимым высокоточным эталонным устройством для оценки, калибровки и калибровки этих "нервных центров". В этой статье будет подробно проанализирован основной принцип работы и ключевые показатели эффективности, а также показана его техническая коннотация в передовой области тестирования.

Во-первых, основной принцип работы: построить "идеальный" тест движения

Суть инерционного тестового проигрывателя заключается в обеспечении известной, высокоточной и контролируемой single-degree-of-freedom вращающейся среды для измеряемого инерционного устройства. Его технологическая реализация заключается в кристаллизации слияния прецизионных машин, современного сервоуправления и высокоточного зондирования.

1. Тело машины точности: физическое основание представления

Прецизионный вал: парные радиально-упорные шарикоподшипники обычно используются в высококачественных вертушках для удовлетворения потребностей точного осевого позиционирования и радиального позиционирования, высокой жесткости и высокой точности вращения, что является физической основой для достижения сверхнизкой стабильности скорости и сверхвысокой точности положения.

Технология прямого привода: отказ от традиционной передачи, червячной передачи и других передаточных звеньев, использование большого крутящего момента, многополюсного моментного двигателя для прямого привода корпуса стола. Его преимуществами являются нулевой зазор обратного хода, низкое колебание крутящего момента, высокая динамическая реакция и полное устранение нелинейных эффектов ошибок передачи и гибкости.

Высокая жесткость и низкая структура деформации: Корпус платформы и основание изготовлены из материалов с низким коэффициентом теплового расширения и симметричной упрочняющей конструкцией для обеспечения того, чтобы при различных нагрузках и температурах геометрическая деформация сводилась к минимуму, а стабильность валов сохранялась.

2. Высокоточная система измерения угла: "глаз" системы

Ядром является ultra-high-precision кольцевой решеткой энкодера, который может достигать десятков тысяч или даже сотен тысяч линий и достигает субаркосекундного или даже миллисекундного разрешения с помощью прецизионных муаровых полос и технологии электронного разделения. Он измеряет абсолютное положение проигрывателя в режиме реального времени и непрерывно, образуя источник обратной связи для полного управления замкнутым контуром, а его точность непосредственно определяет ориентацию системы.

3. Высокопроизводительная система сервоуправления: "мозг" и "нерв" системы

Это система управления с замкнутым контуром в реальном времени, основанная на высокоскоростной цифровой обработке сигналов (DSP / FPGA). Он получает команды движения (такие как положение, скорость, синусоидальное колебание) главного компьютера, сравнивается с фактическим значением обратной связи решетки, а также вычисляет и выводит количество управления в реальном времени с помощью передовых алгоритмов управления (таких как адаптивный PID, компенсация прямой связи, наблюдатель за возмущениями, выемчатый фильтр).

Компенсация по прямой связи: предварительная компенсация известной инерции и трения системы для повышения точности динамического отслеживания.

Notch фильтр: точно подавляет пик механического резонанса для обеспечения стабильности системы при высокой пропускной способности.

Управляющий сигнал усиливается высокопроизводительным сервоприводом для точного привода моментного двигателя, образуя точный замкнутый контур "command-control-drive-execution-feedback-correction", тем самым достигая плавного и точного движения от сверхнизкой скорости до высокой скорости.

Анализ ключевых показателей эффективности: определение границ возможностей тестирования

Оценка достоинств одноосного инерционного испытательного проигрывателя требует многомерного анализа статической, динамической и экологической адаптируемости. Следующие показатели являются основной основой для выбора инженера и представляют собой технический потолок производителя.

1. Индекс статической точности: измерить масштаб "статического"

Точность позиционирования: максимальное отклонение между командным положением и фактическим положением остановки (единица измерения: угловые секунды). Он всесторонне отражает ошибку валов, ошибку решетки и ошибку управления установившимся состоянием, а также является точностью "абсолютной линейки" проигрывателя.

Разрешение положения: наименьшее угловое приращение, которое может распознать или выполнить система управления. Он определяет нижний предел гладкости движения, обычно выше точности позиционирования (например, точность позиционирования 2 , разрешение до 0,36 ).

Ошибка вращения валов: включая радиальное / осевое биение, относится к неидеальному движению вращающейся оси в пространстве. Этот индекс высокоточного проигрывателя может достигать ± 1 , что является ключом к обеспечению того, чтобы поверхность стола "не тряслась".

2. Динамические показатели результативности: проверить характер "спорта"

Диапазон угловых скоростей и стабильность: это наиболее важная и технически сложная метрика.

Дальность: требуется для покрытия экстремальных пролетов от класса скорости вращения под землей (0,001 ° / с) до класса высокоскоростного маневрирования (± 10 000 ° / с).

Стационарность скорости: при работе с постоянной скоростью флуктуация мгновенной скорости по отношению к средней скорости часто выражается в относительных значениях (таких как 1 × 10??). Он непосредственно определяет "чистоту" угловой скорости впрыска в калибровочном тесте гироскопа и является конечным воплощением способности оценивать сервосистему с поворотным столом для подавления колебаний крутящего момента и фрикционных возмущений.

Угловое ускорение и пропускная способность системы:

Максимальное угловое ускорение определяется пиковым крутящим моментом двигателя и общей инерцией системы, что влияет на имитируемую высокую динамическую маневренность.

Полоса пропускания сервопривода: верхний предел частоты, на которой проигрыватель может точно воспроизводить команду синусоидального движения (единица измерения: Гц). Высокая полоса пропускания означает, что он может более реалистично имитировать высокочастотное колебание положения самолета, что является обязательным условием для тестирования динамических характеристик отклика устройства.

3. Показатели нагрузки и универсальности

Нагрузочная способность и инерционная адаптация: не только обратите внимание на максимальную несущую нагрузку, но и обратите внимание на степень соответствия между инерцией нагрузки и инерцией ротора проигрывателя. Разумное соответствие является ключом к обеспечению того, чтобы динамические характеристики не ухудшались.

Интерфейс синхронизации и связи: поддерживает аппаратную синхронизацию PPS (второй импульс) и высокопроизводительный промышленный Ethernet реального времени (например, EtherCAT), обеспечивая точную синхронизацию движений проигрывателя с временными метками внешних систем сбора данных, что является основой для сложных экспериментов, таких как интегрированная навигация и многоосевое тестирование.

Резюме: выбор технологии и воплощение ценности

Выбор инерционного тестового проигрывателя - это не простое стремление к наибольшему значению одного индикатора, а точное соответствие на основе характеристик тестируемого устройства (например, волоконно-оптический гироскоп, МЭМС ИДУ, лазерный гироскоп) и тестовых задач (калибровка с нулевым смещением, тестирование масштабного фактора, моделирование динамической среды).

Тестирование лазерных гироскопов / высокоточных волоконно-оптических гироскопов требует чрезвычайной стабильности и очень низкой угловой вибрации при сверхнизких скоростях.

Тестирование IMU или искателей MEMS тактического уровня уделяет больше внимания высокой пропускной способности, высокому ускорению и возможностям воспроизведения сложной траектории.

Являясь ключевым измерительным и испытательным оборудованием в восходящей цепи индустрии инерционных технологий, производительность инерционного испытательного проигрывателя напрямую влияет на установление и способность проверки потолка точности последующих устройств. Это не только холодное оборудование, но и "ремесленник" и "привратник", способствующий прогрессу инерционных технологий и обеспечивающий точность национального высококачественного оборудования.

Jiujiang Ruyang Precision Technology Co., Ltd. глубоко вовлечена в область высокоточных инерционных испытательных вертушек и стремится предоставить пользователям комплексные решения от стандартных одноосных до сложных многоосных систем. Наши продукты обслуживают многие национальные ключевые лаборатории и лидеров отрасли с первоклассной точностью, отличной надежностью и открытой архитектурой системы, а также являются вашим надежным партнером по технологии инерционных испытаний.