自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)

　　轉(zhuǎn)臺(tái)是檢測(cè)和評(píng)價(jià)飛行控制系統(tǒng)中的陀螺儀及加速度傳感器的主要設(shè)備。在飛行器控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真中，將陀螺儀、加速度傳感器等敏感元件置放在轉(zhuǎn)臺(tái)的內(nèi)框架中，轉(zhuǎn)臺(tái)模仿飛行器在空中飛行時(shí)姿態(tài)位置的變化，從而使其能感受到與飛行器實(shí)際飛行時(shí)較逼真的姿態(tài)變化信號(hào)。自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)采用伺服電控技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行高精度運(yùn)動(dòng)控制。

　　轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面所復(fù)現(xiàn)的角運(yùn)動(dòng)的自由度區(qū)別，轉(zhuǎn)臺(tái)相應(yīng)地分為單軸、雙軸和三軸，如今還發(fā)展出了五軸轉(zhuǎn)臺(tái)。

　　1.單軸轉(zhuǎn)臺(tái)，臺(tái)面運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)自由度，以垂直軸為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，只能模仿飛行器在一個(gè)平面內(nèi)的角運(yùn)動(dòng)，是側(cè)重靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)性能的測(cè)試設(shè)備。如圖1所示。

　　2.雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)，臺(tái)面運(yùn)動(dòng)具有二自由度，由垂直軸和水平軸組成，垂直軸做方位運(yùn)動(dòng)，水平軸做俯仰運(yùn)動(dòng)。如圖2所示。

　　3.三軸轉(zhuǎn)臺(tái)，臺(tái)面運(yùn)動(dòng)具有三自由度，由三個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的框架(外框、中框、內(nèi)框)構(gòu)成，三個(gè)框架軸相互垂直，分別用來仿真飛行器的方向、俯仰和滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。三軸轉(zhuǎn)臺(tái)還可用于各種各種高精度跟蹤設(shè)備如大型射電望遠(yuǎn)鏡、天文望遠(yuǎn)鏡等的支承架。如圖3所示。

　　4.五軸轉(zhuǎn)臺(tái)，在其內(nèi)面三軸可模仿三個(gè)姿態(tài)角運(yùn)動(dòng)，外面的二個(gè)軸作為目標(biāo)仿真器之用，可將紅外導(dǎo)引頭的熱成像儀或透鏡系統(tǒng)裝在這兩軸的交叉處，最外面二個(gè)框架軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)仿真器可隨之做復(fù)合運(yùn)動(dòng)。如圖5所示。

圖1 單軸轉(zhuǎn)臺(tái)                                                     圖2 雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)

圖3 三軸轉(zhuǎn)臺(tái)                                                     圖 4 五軸轉(zhuǎn)臺(tái)

　　自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際上是一個(gè)高精度的多自由度的隨動(dòng)系統(tǒng)，由精密機(jī)械臺(tái)體和高性能的控制系統(tǒng)兩部分組成。

01自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的臺(tái)體

　　它主要實(shí)現(xiàn)安裝被測(cè)敏感元件；為被測(cè)敏感元件提供必要的運(yùn)動(dòng)自由度。轉(zhuǎn)臺(tái)的臺(tái)體是機(jī)械設(shè)計(jì)部分，包括基座和軸框架。臺(tái)體各軸上均裝有減速齒輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及角運(yùn)動(dòng)敏感元件(如反饋電位器、光電碼盤和測(cè)速機(jī))和高精度導(dǎo)電滑環(huán)，被測(cè)敏感元件裝在與內(nèi)框軸固聯(lián)的負(fù)載盤或支架上。為了防止隨動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障而連續(xù)旋轉(zhuǎn)，撞壞被試部件，各軸裝有限制轉(zhuǎn)角的限位裝置。減速齒輪裝有消除間隙的裝置(如偏心調(diào)節(jié)間距等)。各種引線通過各軸的中心孔以避免框架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生交叉和牽纏。

02自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的控制系統(tǒng)

　　自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的具有位置反饋、速度反饋和電流反饋控制的三環(huán)數(shù)字伺服控制系統(tǒng)。上位機(jī)的指令信號(hào)和反饋信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)動(dòng)控制器運(yùn)算生成控制信號(hào)，控制信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)后，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來控制臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，角位置傳感器將測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度反饋給運(yùn)動(dòng)控制器，從而形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制。

圖5 自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)原理圖