GBT 43336-2023 舵輪控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件

舵輪控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件2023-11-27發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會前言 I l2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4運行條件 5技術(shù)要求 6試驗方法 7檢驗規(guī)則 I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國自動化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC159)歸口。本文件起草單位：南京晨光集團有限責(zé)任公司、江蘇金陵智造研究院有限公司、北京機械工業(yè)自動化研究所有限公司、清華大學(xué)天津高端裝備研究院、東莞沃德檢測有限公司。本文件主要起草人：翟國濤、劉國輝、高昕忠、韓國慶、李茂盛、孫潔香、薛靖婉、楊秋影、張振宇、1舵輪控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件本文件適用于指導(dǎo)企業(yè)設(shè)計、制造和使用舵輪控制系統(tǒng)及構(gòu)成舵輪控制系統(tǒng)的驅(qū)動器和舵輪。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A:低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B:高溫GB/T2423.3環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab:恒定濕熱試驗GB/T2423.7環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ec:粗率操作造成的沖擊(主要用于設(shè)備型樣品)GB/T4208外殼防護等級(IP代碼)GB4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測量方法GB/T7251.1—2013低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：總則GB/T7345控制電機基本技術(shù)要求GB/T10069.1旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法GB/T13384—2008機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件GB/T16439—2009交流伺服系統(tǒng)通用技術(shù)條件GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.4電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T17626.5電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗GB/T17626.6電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度GB/T17626.29電磁兼容試驗和測量技術(shù)直流電源輸入端口電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。舵輪控制系統(tǒng)controlsystemofthesteeringdrivewheel以舵輪作為執(zhí)行機構(gòu)，使物體的位置(角度)、速度、加速度(或轉(zhuǎn)矩)等狀態(tài)變量能夠跟隨輸入控制信號目標(biāo)值(或給定值)任意變化，從而實現(xiàn)物體的行駛和轉(zhuǎn)向等運動功能的自動控制系統(tǒng)。注：舵輪控制系統(tǒng)由驅(qū)動器和舵輪組成。2以電動機為動力元件，通過傳動機構(gòu)將電動機位置(角度)、速度、加速度(或轉(zhuǎn)矩)等狀態(tài)變量進行一定比例放大，從而實現(xiàn)物體的行駛和轉(zhuǎn)向等運動功能的執(zhí)行機構(gòu)。注：舵輪由電動機、行駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)組成。根據(jù)傳感提供的反饋信息，對舵輪的轉(zhuǎn)矩、速度、位置等進行閉環(huán)控制，并向其輸送功率的接收控制指令的電氣裝置。注：按其控制電路和軟件的實現(xiàn)方式分為模擬量控制、數(shù)字模擬混合控制及全數(shù)字化控制。在保證正常工作性能的條件下，舵輪控制系統(tǒng)所能達到的長時間連續(xù)運行的最大負(fù)載能力。注：額定負(fù)載包括行駛機構(gòu)額定負(fù)載和轉(zhuǎn)向機構(gòu)額定負(fù)載。額定轉(zhuǎn)速ratedspeed在額定負(fù)載下，舵輪控制系統(tǒng)所能達到的長時間連續(xù)運行的最大速度。由連續(xù)工作區(qū)(3.7)和短時工作區(qū)(3.8)組成的工作區(qū)域。連續(xù)工作區(qū)continuousworkspace處于“最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩T”“最高運行工作轉(zhuǎn)速nmx”“額定轉(zhuǎn)速nμ”以內(nèi)的工作區(qū)域。(見圖1中有陰影區(qū)域)圖1工作區(qū)示意圖處于峰值轉(zhuǎn)矩Tp以下，最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩T、以上的工作區(qū)域。(見圖1中無陰影區(qū)域)注：在該區(qū)域短時工作，舵輪在一定時間內(nèi)不會被損壞，驅(qū)動器在一定時間內(nèi)亦能正常工作。速度控制speedcontrol以速度為被控量的控制模式。3穩(wěn)態(tài)位置跟蹤誤差dynamiepositiontrackingerror舵輪控制系統(tǒng)對輸入信號的瞬態(tài)響應(yīng)結(jié)束以后，穩(wěn)態(tài)運行時位置指令值與位置反饋值之差。4運行條件4.1使用環(huán)境條件舵輪控制系統(tǒng)的使用環(huán)境條件應(yīng)符合下列規(guī)定。a)環(huán)境溫度：0℃~40℃。b)相對濕度：5%～85%,無凝露。d)污染等級：空氣中不應(yīng)有過量的塵埃、酸、鹽、腐蝕性及爆炸性氣體。4.2儲存運輸環(huán)境條件舵輪控制系統(tǒng)的儲存運輸環(huán)境條件應(yīng)符合下列規(guī)定。-25℃~+55℃。b)相對濕度：5%～95%,無凝露。5技術(shù)要求5.1.1舵輪控制系統(tǒng)的外表面及結(jié)構(gòu)零部件不應(yīng)有銹蝕、碰傷、變形和涂覆層剝落。5.1.2舵輪包膠表面應(yīng)平整、厚度均勻且無裂紋，包膠無明顯雜質(zhì)。5.1.3引出線或接線端應(yīng)完好無損、無松動。5.1.4緊固件應(yīng)連接牢固。5.2外形及安裝尺寸舵輪控制系統(tǒng)的外形及安裝尺寸(包括尺寸公差)應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的規(guī)定。5.3介電性能舵輪控制系統(tǒng)所包括的驅(qū)動器介電強度應(yīng)符合GB/T16439—2009中5.5.1的規(guī)定，試驗時驅(qū)動器應(yīng)無電擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。所包括的舵輪的介電強度應(yīng)符合GB/T7345的相關(guān)規(guī)定。5.4絕緣電阻舵輪控制系統(tǒng)所包括的驅(qū)動器絕緣電阻應(yīng)符合GB/T16439—2009中5.6.1的規(guī)定。所包括的舵輪的絕緣電阻應(yīng)符合GB/T7345的相關(guān)規(guī)定。5.5運行方向當(dāng)接收到行使正指令時，舵輪控制系統(tǒng)運行方向定義為前進；當(dāng)接收到行使負(fù)指令時，舵輪控制系統(tǒng)運行方向定義為后退；當(dāng)接收到轉(zhuǎn)向正指令時，舵輪控制系統(tǒng)運行方向定義為左轉(zhuǎn)；當(dāng)接收到轉(zhuǎn)向負(fù)指令時，舵輪控制系統(tǒng)運行方向定義為右轉(zhuǎn)。舵輪控制系統(tǒng)運行方向應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的要求。45.6.1舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)具備控制功能、保護功能、監(jiān)控功能。5.6.2舵輪控制系統(tǒng)保護功能應(yīng)包括過流保護、過載保護、過熱保護、過壓保護、欠壓保護、傳感器故障保護等。舵輪控制系統(tǒng)在額定負(fù)載、額定轉(zhuǎn)速下連續(xù)運行，當(dāng)?shù)竭_穩(wěn)定溫度時(當(dāng)溫升率不大于2℃/h時，則認(rèn)為達到最終穩(wěn)定溫度),舵輪控制系統(tǒng)殼體表面溫升不應(yīng)大于60K。舵輪控制系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載扭矩下運行時，結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的要求。舵輪控制系統(tǒng)按照產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的短時工作時間和短時允許的過載倍數(shù)，在不同轉(zhuǎn)速下運行時，結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的要求。5.9轉(zhuǎn)速波動系數(shù)舵輪控制系統(tǒng)行駛機構(gòu)的轉(zhuǎn)速波動系數(shù)應(yīng)不大于1%。5.10穩(wěn)態(tài)位置跟蹤誤差舵輪控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向機構(gòu)的穩(wěn)態(tài)位置跟蹤誤差應(yīng)不大于0.2°。5.11制動性能舵輪控制系統(tǒng)在制動狀態(tài)下，電動機輸出額定力矩時應(yīng)不改變其制動狀態(tài)。5.12防水等級舵輪控制系統(tǒng)采用伺服電機作為動力元件時，防水等級應(yīng)不低于IPX4。具體防水等級應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的要求。5.13防塵等級舵輪控制系統(tǒng)采用伺服電機作為動力元件時，防塵等級應(yīng)不低于IP5X。具體的防塵等級應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的要求。舵輪控制系統(tǒng)在額定電源電壓下空載運行時，其A計權(quán)聲功率級的噪聲值應(yīng)不大于68dB。5.15低溫5.15.1低溫工作舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能承受產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的極限工作低溫試驗。達到規(guī)定的穩(wěn)定溫度后，舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。5舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能承受產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的溫度時的低溫貯存試驗，試驗時間為2h。恢復(fù)到正常試驗大氣條件后，舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能在產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的最高工作環(huán)境溫度下連續(xù)運行48h,試驗中、試驗后舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能承受產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的溫度時的高溫貯存試驗，試驗時間為2h。恢復(fù)到正常試驗大氣條件后，舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能正常驅(qū)動電動機在額定轉(zhuǎn)速下空載運行。舵輪控制系統(tǒng)在三個軸向上應(yīng)能承受產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的振動試驗。5.18恒定濕熱5.18.1舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)能承受溫度(40±2)℃、相對濕度(93±2)%、歷時2d的恒定濕熱試驗。5.18.2試驗后立即測量驅(qū)動器和電動機的絕緣電阻，阻值應(yīng)不小于1MΩ,外觀應(yīng)無明顯質(zhì)量變壞及影響正常工作的銹蝕現(xiàn)象。5.18.3舵輪控制系統(tǒng)在正常大氣條件下恢復(fù)12h后通電，應(yīng)能正常工作。5.19.1舵輪控制系統(tǒng)在包裝良好條件下應(yīng)符合GB/T2423.7描述的自由跌落試驗的規(guī)定。5.19.2試驗后舵輪控制系統(tǒng)電氣性能應(yīng)不受影響，且無機械上損壞、變形的緊固部位的松動現(xiàn)象，通電后應(yīng)能正常工作。5.20電磁兼容性5.20.1.1舵輪控制系統(tǒng)應(yīng)具有抗干擾的能力，試驗項目應(yīng)符合GB/T17626.2、GB/T17626.3、GB/T17626.4、GB/T17626.5、GB/T17626.6及GB/T17626.29的規(guī)定。5.20.1.2試驗時舵輪控制系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速下空載運行，工作特性應(yīng)未有明顯的變化，在規(guī)定的允差內(nèi)正常工作。按照舵輪控制系統(tǒng)的使用環(huán)境，端子騷擾電壓限值和電磁輻射騷擾限值應(yīng)符合GB4824中1組A類或B類設(shè)備的規(guī)定。舵輪控制系統(tǒng)的電源騷擾電壓值和電磁輻射騷擾限值應(yīng)不超過規(guī)定的限值。舵輪控制系統(tǒng)使用壽命應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的規(guī)定。6舵輪控制系統(tǒng)質(zhì)量應(yīng)符合產(chǎn)品專用技術(shù)條件的規(guī)定。6試驗方法6.1外觀目測檢查。6.2外形及安裝尺寸常溫條件下，產(chǎn)品處于非工作狀態(tài)時，用合適量具測量。6.3介電性能舵輪控制系統(tǒng)所配套驅(qū)動器和電動機應(yīng)以單機形式進行該試驗，舵輪控制系統(tǒng)不再進行。6.4絕緣電阻舵輪控制系統(tǒng)所配套驅(qū)動器和電動機應(yīng)以單機形式進行該試驗，舵輪控制系統(tǒng)不再進行。6.5運行方向在額定電源電壓下，通過外部模擬裝置檢查舵輪控制系統(tǒng)運行情況。6.6系統(tǒng)功能在額定電源電壓下，通過外部模擬裝置檢查舵輪控制系統(tǒng)的各種功能。在額定負(fù)載和額定轉(zhuǎn)速下，舵輪控制系統(tǒng)連續(xù)運行直至到達穩(wěn)定溫度，通過外部測溫裝置監(jiān)測舵輪控制系統(tǒng)主要發(fā)熱點處溫度值。6.8工作區(qū)6.8.1連續(xù)工作區(qū)舵輪控制系統(tǒng)在速度控制方式下，施加對應(yīng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，選擇nx/2、ny、nmax三點轉(zhuǎn)速運行。6.8.2短時工作區(qū)舵輪控制系統(tǒng)在速度控制方式下，按照規(guī)定的短時工作時間和短時允許的過載倍數(shù)，選擇ny/2、nx、nmx三點轉(zhuǎn)速運行。6.9轉(zhuǎn)速波動系數(shù)舵輪控制系統(tǒng)行駛機構(gòu)工作在速度控制方式下，在額定轉(zhuǎn)速、額定負(fù)載條件下，測量并記錄轉(zhuǎn)速，找出轉(zhuǎn)速最大值nmx與轉(zhuǎn)速最小值nmn,按公式(1)計算轉(zhuǎn)速波動系數(shù)?！?式中：Kn——轉(zhuǎn)速波動系數(shù)；nmx——轉(zhuǎn)速最大值；nmin——轉(zhuǎn)速最小值6.10穩(wěn)態(tài)位置跟蹤誤差舵輪控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向機構(gòu)在位置控制模式(即以位置為被控量的控制模式)下，輸入位置指令值，測量位置反饋值，計算穩(wěn)態(tài)運行時的位置指令值與位置反饋值之差。6.11制動性能在舵輪控制系統(tǒng)制動狀態(tài)下，運行電動機使其輸出額定扭矩，車輪不應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)動，應(yīng)保持制動狀態(tài)不變。6.12防水等級按GB/T4208規(guī)定的方法進行防水等級測試。6.13防塵等級按GB/T4208規(guī)定的方法進行防塵等級測試。按GB/T10069.1規(guī)定的方法進行試驗。舵輪控制系統(tǒng)置于溫度箱內(nèi)，按GB/T2423.1的Ad方法進行試驗，溫度降至極限工作溫度，溫度達到穩(wěn)定后，舵輪控制系統(tǒng)啟動工作，在額定轉(zhuǎn)速下空載連續(xù)運行不少于2h。舵輪控制系統(tǒng)不通電置于溫度箱內(nèi)，按GB/T2423.1的Ad方法進行試驗，溫度降至產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的溫度并保持2h后，恢復(fù)到正常試驗大氣條件，然后通電，觀察舵輪控制系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速下是否正常空載運行。舵輪控制系統(tǒng)置于溫度箱內(nèi)，按GB/T2423.2的Bd方法進行試驗，溫度升至產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的溫度，溫度達到穩(wěn)定后，舵輪控制系統(tǒng)啟動工作，在額定轉(zhuǎn)速下空載連續(xù)運行不少于2h。舵輪控制系統(tǒng)不通電置于氣候箱內(nèi)，按GB/T2423.2的Bd方法進行試驗，溫度升到產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的溫度，達到熱平衡并保持2h后，恢復(fù)到正常的試驗大氣條件，然后通電，觀察舵輪控制系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速下是否正?？蛰d運行。8按照產(chǎn)品專用技術(shù)條件規(guī)定的方法，在舵輪控制系統(tǒng)三個軸向上進行。6.18恒定濕熱驅(qū)動器不通電置于氣候箱內(nèi)，按GB/T2423.3規(guī)定的方法進行試驗。舵輪控制系統(tǒng)在包裝良好條件下，按GB/T2423.7規(guī)定的方法進行自由跌落試驗，跌落次數(shù)按產(chǎn)品專用技術(shù)條件的規(guī)定執(zhí)行。6.20電磁兼容性6.20.1按GB/T17626.2、GB/T17626.3、GB/T17626.4、GB/T17626.5、GB/T17626.6及GB/T17626.29規(guī)定的方法進行抗擾度試驗。6.20.2按GB4824規(guī)定的方法進行發(fā)射試驗。6.21壽命在額定負(fù)載、額定轉(zhuǎn)速條件下，舵輪控制系統(tǒng)按照其工作制進行長時間運行。用相對精度不低于1%的衡器稱量產(chǎn)品。7檢驗規(guī)則7.1檢驗分類檢驗分為：a)鑒定檢驗；b)質(zhì)量一致性檢驗。7.2鑒定檢驗7.2.1鑒定檢驗條件有下列情況之一時，應(yīng)進行鑒定檢驗：a)新產(chǎn)品設(shè)計確認(rèn)前；b)已鑒定產(chǎn)品設(shè)計或工藝變更后；c)已鑒定產(chǎn)品關(guān)鍵原材料、元器件變更；d)產(chǎn)品制造場所改變。7.2.2鑒定檢驗樣機數(shù)量從能代表相應(yīng)生產(chǎn)階段的產(chǎn)品批中抽取3臺，其中2臺作為試驗樣機，1臺存放用于對比。鑒定檢驗項目、基本順序、樣機編號見表1。9表1檢驗項目及基本順序序號檢驗項目技術(shù)要求章條號試驗方法章條號鑒定試驗樣機編號鑒定檢驗質(zhì)量一致性檢驗C組檢驗1外觀√√√2外形及安裝尺寸√√√3介電性能1√ √4絕緣電阻√√√5運行方向√√√6系統(tǒng)功能1√——√7溫升1√—8工作區(qū)連續(xù)工作區(qū)√√√9短時工作區(qū)1√ √轉(zhuǎn)速波動系數(shù)√√√穩(wěn)態(tài)位置跟蹤誤差√√√制動性能1√—√防水等級1√—防塵等級1√√噪聲1√——√低溫低溫工作6.15.11√——√低溫貯存6.15.21√——√高溫高溫工作6.16.11√ √高溫貯存6.16.21√√振動1√√恒定濕熱1√——√自由跌落1√——√電磁兼容抗擾度6.20.11√發(fā)射6.20.21√——壽命1√—√”質(zhì)量1√——√注：“√”表示進行該項檢驗；“—”表示不進行該項檢表示在定期進行的例行檢查中可免試。7.2.4檢驗結(jié)果的評定鑒定檢驗用樣機的全部項目檢驗符合要求，則鑒定檢驗合格。只要有一臺樣機的任一項目不符合要求，則鑒定檢驗不合格。當(dāng)鑒定部門確定某臺樣機某一不合格項目屬于孤立性質(zhì)的偶然失效時，可在每次提交的樣機中取一臺備用樣機代替失效樣機，并補做失效發(fā)生前(包括失效時)該臺樣機的所有項目。然后繼續(xù)試驗，若再有一臺樣機的任一個項目不符合要求，則鑒定檢驗不合格。樣