方位雙穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)剖析

1、9英寸4U高的標準抽屜，前面板如圖3所示穩(wěn)定控制器If 電機火毋:隹。 no j o r稔定控制器本地控制RS-4 8 5單元4圖1方位雙轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)組成框圖-71-電子設計工程2010年第6期動載體頭方向360。 0。動裁體頭方向圖3轉(zhuǎn)臺控制器前面板示意圖圖4加固PC-104計算機好的抗振性，適用于環(huán)境惡劣的機載設備。經(jīng)過加固后的PC-104計算機如圖4所示。轉(zhuǎn)臺控制計算機軟件采用 Windows NT操作系統(tǒng)3動載體頭方向360°, 0°，便于開發(fā)，具有高可靠性、安全性等特點。軟件模塊主要包括實時控制和人機 接口兩部分。實時控制部分主要包括數(shù)據(jù)采集、坐標變換、網(wǎng)絡及串口

2、通訊、控制 保護等;人機接口部分主要包括顯示管理、參數(shù)管理、故障監(jiān)測等模塊。驅(qū)動電路 由電機-測速機組、功率放大器、電流環(huán)、速度環(huán)和 EMI濾波電路組成。主要用于 功率放大、電流控制等。驅(qū)動電機選用永磁直流力矩電機，功率放大選用線性功率放大器，動態(tài)性能好，電磁干擾小、簡單、可靠。穩(wěn)定陀螺選用航空速率陀螺構(gòu)成陀螺穩(wěn)定環(huán)，以隔離動載體姿態(tài)變化對跟蹤的影響。轉(zhuǎn)臺控制器的主要工作方式有待 機、指向、程序跟蹤。3轉(zhuǎn)臺雙轉(zhuǎn)臺是安裝于某工程動載體上的機電設備，轉(zhuǎn)臺采用高精度齒輪驅(qū)動，為控制 轉(zhuǎn)臺的重量及滿足動載體設備的環(huán)境要求，選用鋁合金材料柔性加工，齒輪及軸采用 合金鋼，軸承采用高精度圓錐滾子軸承及球軸承

3、4,以便于提高轉(zhuǎn)臺剛度和機械性能。4穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺引導原理穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺引導原理圖如圖5所示,它利用慣性導航系統(tǒng)(INS給出動載體所在的地理經(jīng)度、緯度，動載體姿態(tài)參數(shù)(動載體相對正北方向 的航向角k、動載體相對水平面的橫滾角 、動載體相對水平面的俯仰角 8幅根據(jù) 上位機的位置指令，通過控制計算機計算兩個轉(zhuǎn)臺的方位角，進行引導,使轉(zhuǎn)臺實時隨 動5于上位機指令。根據(jù)本地控制單元的命令和動載體上的INS測出的動載體位置經(jīng)緯度和動載 體姿態(tài)，可以計算出轉(zhuǎn)臺對目標跟蹤的機體角度，假設動載體經(jīng)度為 入0度為小0目 標點經(jīng)度為入A緯度為小A則兩點的方位角a=tan-1sin ( NA 0cos 小 Acos (|)Os

4、in -SiA 小 A cos (- KA(1a為大地角度，通過坐標轉(zhuǎn)換成甲板角度屋a ' =t1nsin sin 0 cos EL Gks+Cos a cos EL sin-k -sin cos 0 sin EL(2因為轉(zhuǎn)臺只在水平方向作一維轉(zhuǎn)動，所以式(2中轉(zhuǎn)臺俯仰角EL為0°,則簡化式 (2a ' =t1nsin sin 0 Gks+cos sin-k acos cos -k a(3若a ' >4B° a ' <13題轉(zhuǎn)臺1工作，轉(zhuǎn)動角度為：若a-'90° ； a ' >22冠, <31為轉(zhuǎn)臺2工作，轉(zhuǎn)動角度為：0-270 0轉(zhuǎn)動角度順時針為 正，逆時針為負，其示意圖如圖6所示。5結(jié)束語該項目伺服系統(tǒng)已成功應用，經(jīng)過環(huán)境鑒定試驗、可靠性鑒定試驗、整機電磁兼容6試驗、科研試飛驗證，滿足各項指標要求，為后續(xù) 項目進一步發(fā)展奠定堅實基礎。參考文獻：1鄒伯敏.自動控制理論M.3版.北京:機械工業(yè)出版社,2007.2陳永冰，鐘斌.慣性導航原理M.北京:國防出版社,2007.3鞠時光.操作系統(tǒng)原 理M.武漢:武漢理工大學出版社，2003.4張潤逵.雷達結(jié)構(gòu)與工藝：上、下冊M.北京:電子工業(yè)出版社,2007.5王慧.計算