俞茂超，石永安，過(guò)武英，賈愛(ài)蓮

（西安黃河機(jī)電有限公司設(shè)計(jì)研究所，西安 710043）

車載兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)主要運(yùn)用于車載式雷達(dá)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，是車載雷達(dá)的重要組成部分，對(duì)雷達(dá)作用距離擴(kuò)遠(yuǎn)有著重要的意義。

本文從機(jī)械結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)控制兩個(gè)方面介紹了車載高精度兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)控制方式，通過(guò)全數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制電路，實(shí)現(xiàn)了車載兩個(gè)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制，達(dá)到了很高的定位精度，具有大功率、高精度、重量輕、響應(yīng)快等特點(diǎn)。

1 兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)要求

（1）兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行范圍

方位角工作范圍：0°～360°；

俯仰角工作范圍：-5°～90°。

通過(guò)將碎石、石屑、粉煤灰同水泥一起摻和確定合適的配比，接著攪拌均勻，由此來(lái)達(dá)到高黏結(jié)強(qiáng)度樁形成的目的，同時(shí)在樁與樁之間的土和褥墊層共同形成復(fù)合地基，能夠有效避免軟土地基的下陷和沉降，增加地基整體承載力，這就是粉煤灰碎石樁法。該法的優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)度較高，流動(dòng)性好，同時(shí)施工簡(jiǎn)單，所需材料較少，能夠最大限度地減少對(duì)環(huán)境的影響。不過(guò)，該法的缺陷在于施工過(guò)程中容易出現(xiàn)爆管問(wèn)題，主要原因在于粉煤灰碎石樁技術(shù)的提升速度較慢，很難快速地將混凝土徹底排出，這樣就造成管道堵塞。

（2）兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)速度范圍

方位角：0.1°/s～16°/s；

老師們通常的教學(xué)方法是抓核心詞語(yǔ)“不屈不撓”，串講課文，通過(guò)品析關(guān)鍵詞句感受海倫的堅(jiān)強(qiáng)。江蘇省特級(jí)教師嚴(yán)伯春則站在小傳的高度，嘗試新的突破。嚴(yán)老師分兩個(gè)課時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生研究、學(xué)習(xí)“人物小傳”寫作的四個(gè)特點(diǎn)。

在方位隨動(dòng)系統(tǒng)中，Ki=17221，τi=95.5。

（3）位置指示精度

兩軸系均要求：≤2″。

52例急性闌尾炎患者中，CT診斷結(jié)果顯示單純性闌尾炎24例，壞疽穿孔性闌尾炎5例，化膿性闌尾炎16例，闌尾周圍膿腫5例，除單純性闌尾炎外其他均為陽(yáng)性，單純性闌尾炎包括22例陽(yáng)性，2例陰性。

（4）位置控制精度

兩軸系均要求：靜態(tài)誤差≤5″；

樣品處理包括從不同的樣品中提取蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)前處理和蛋白質(zhì)的酶解。根據(jù)蛋白質(zhì)樣品的性質(zhì)，也可以減少或省略樣品處理中蛋白質(zhì)提取及前處理步驟。 二維聚丙烯酰胺凝膠電泳和一維聚丙烯酰胺凝膠電泳是常用的蛋白質(zhì)前處理方法。二維聚丙烯酰胺凝膠電泳是先根據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)將蛋白質(zhì)分離，然后根據(jù)蛋白質(zhì)的分子量進(jìn)行二次分離，進(jìn)而選取電泳膠片上的蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)譜分析。一維聚丙烯酰胺凝膠電泳是根據(jù)蛋白質(zhì)的分子量將蛋白質(zhì)進(jìn)行分離，將電泳膠條的目標(biāo)膠條酶解后進(jìn)行質(zhì)譜分析，或?qū)⒛z條平均切割成幾段，將不同條段進(jìn)行酶解及質(zhì)譜分析。如果樣品中蛋白質(zhì)種類不復(fù)雜，也可將蛋白質(zhì)直接進(jìn)行酶解測(cè)定。

跟蹤誤差≤20″（低速或慢速時(shí)）。

2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

如圖2所示，俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)主要由俯仰控制驅(qū)動(dòng)組合1、俯仰力矩電機(jī)2、俯仰支撐軸承3、俯仰旋轉(zhuǎn)軸4、光電碼盤支撐軸5、俯仰光電碼盤6、U型架7、天線8和水冷系統(tǒng)9組成。

2.2 方位隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

車載高精度兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)由方位隨動(dòng)系統(tǒng)和俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)組成，長(zhǎng)2100mm，寬970mm，高1715mm，總重約700kg。

如圖1所示，方位隨動(dòng)系統(tǒng)主要由方位控制驅(qū)動(dòng)組合1、300V電源組合2、鎖緊機(jī)構(gòu)3、方位力矩電機(jī)4、方位支撐軸承5、方位光電碼盤6、匯流環(huán)7、天線座殼體8和方位旋轉(zhuǎn)軸9組成。

圖1 方位隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局圖

首先對(duì)天線座殼體、U型架的受力情況進(jìn)行了分析，根據(jù)以往產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)初步確定了兩個(gè)鑄件的壁厚及加強(qiáng)筋位置；然后通過(guò)調(diào)整壁厚和加強(qiáng)筋位置，采用有限元分析鑄件的剛度，尋找最佳壁厚參數(shù)和加強(qiáng)筋位置，在保證剛度的前提下，使得重量最輕。

方位控制驅(qū)動(dòng)組合、300V電源組合分別通過(guò)導(dǎo)軌安裝于天線座殼體的內(nèi)腔，對(duì)稱布置。方位隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)，運(yùn)輸狀態(tài)或方位隨動(dòng)系統(tǒng)停止工作時(shí)，可將方位角鎖定。

2.3 領(lǐng)俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

車載兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)不僅僅是一個(gè)高精度的兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，作為車載雷達(dá)的一部分，它還負(fù)責(zé)雷達(dá)總站電源的控制、傳輸及各個(gè)系統(tǒng)電源的電壓、電流監(jiān)測(cè)等功能，因此需要兼顧總站300V電源組合、匯流環(huán)、水冷系統(tǒng)等系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)，對(duì)重量的要求也十分嚴(yán)格。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上從系統(tǒng)精度、剛度、穩(wěn)定性等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析計(jì)算，在滿足工作要求的情況下，優(yōu)化系統(tǒng)剛度、系統(tǒng)精度、系統(tǒng)的諧振設(shè)計(jì)。由于該轉(zhuǎn)臺(tái)的精度直接影響整個(gè)武器系統(tǒng)的攻擊效果，采用隨動(dòng)力矩電機(jī)直驅(qū)控制方式，該方式無(wú)傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)誤差和回程誤差，具有良好的低速和高速性能，動(dòng)態(tài)特性優(yōu)秀，控制精度和指示精度滿足總體設(shè)計(jì)需求。

圖2 俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局圖

考慮電機(jī)自然散熱、結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)成熟度，方位電機(jī)和俯仰電機(jī)均采用由906廠生產(chǎn)的直流有刷力矩電機(jī)。

為便于安裝，俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)與負(fù)載對(duì)接裝配時(shí)，光電碼盤支撐軸可沿軸向移動(dòng)。為防止電氣失控，保證設(shè)備安全，負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，設(shè)有電氣止擋與機(jī)械止擋，電氣止擋先于機(jī)械止擋。

水冷系統(tǒng)安裝在U型架的底座內(nèi)，其循環(huán)水管經(jīng)過(guò)U型架的側(cè)臂腔，通過(guò)球軸承旋轉(zhuǎn)接頭分別與俯仰旋轉(zhuǎn)軸和光電碼盤支撐軸連接。俯仰旋轉(zhuǎn)軸、光電碼盤支撐軸均為空心密封軸，分別設(shè)有進(jìn)水管接口和出水管接口，雷達(dá)水冷系統(tǒng)循環(huán)水從中穿過(guò)，省去了大量管路，降低了整體重量。

其中，Yi是因變量，Xi是自變量，εθi是殘差項(xiàng)，滿足Qθ(εθi|Xi)=0的假設(shè)條件。βθ是-分位數(shù)上的回歸系數(shù)。

方位隨動(dòng)系統(tǒng)天線座殼體和俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)U型架采用一體式鑄造，有效地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，減少裝配環(huán)節(jié)，同時(shí)在一定程度上提高了系統(tǒng)的裝配精度，降低零件的加工成本。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，旅游業(yè)是奧運(yùn)效應(yīng)受益最大的產(chǎn)業(yè)之一[4]，2008年，北京奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦為北京帶來(lái)了604萬(wàn)的外國(guó)游客，當(dāng)年旅游創(chuàng)匯達(dá)到60億美元。2014年，索契冬奧會(huì)使當(dāng)?shù)芈糜问杖胩岣呒s50%，可見，奧運(yùn)期間猛增的游客數(shù)量將為北京市帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 電機(jī)的選擇

通過(guò)對(duì)兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)三維實(shí)體模型的分析，俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)U型架所受的最大力F為：Fg=2000N；Ff=1000N。其中Fg為所受重力，F(xiàn)f為橫向力。對(duì)U型架按所受最大力F進(jìn)行有限元分析。經(jīng)過(guò)網(wǎng)格劃分和求解計(jì)算可見最大位移為3.5×10-4mm，發(fā)生在U型架左端支撐孔邊緣，如圖3所示。按最大位移為3.5×10-4mm進(jìn)行計(jì)算，此處轉(zhuǎn)軸直徑為336mm，換算成角度為0.43″。該位移對(duì)軸系精度不產(chǎn)生影響，滿足設(shè)計(jì)要求。

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在俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)載荷計(jì)算中，總的負(fù)載力矩由風(fēng)載荷力矩、重力矩和慣性力矩組成，總和為17.3kgf·m，則俯仰電機(jī)在加速階段連續(xù)輸出力矩約為：173N·m。

俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)采用U型架結(jié)構(gòu)，俯仰力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)俯仰旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)負(fù)載俯仰運(yùn)轉(zhuǎn)。負(fù)載的運(yùn)動(dòng)通過(guò)彈性連接片傳遞給高精度光電碼盤，無(wú)多余的過(guò)渡環(huán)節(jié)，保證了俯仰角傳遞精度。

2.5 軸系精度設(shè)計(jì)

兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)軸系設(shè)計(jì)是保證轉(zhuǎn)臺(tái)精度的關(guān)鍵，合理的設(shè)計(jì)可以減少結(jié)構(gòu)本身帶來(lái)的誤差，有力于提高系統(tǒng)的精度。以下以俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)的U型架為例進(jìn)行分析。

在方位隨動(dòng)系統(tǒng)載荷計(jì)算中，總的負(fù)載力矩由風(fēng)載荷力矩、摩擦力矩和慣性力矩組成，總和為36.3kgf·m，則方位電機(jī)在加速階段連續(xù)輸出力矩約為：363N·m。

圖3 U型架受力位移圖

方位隨動(dòng)系統(tǒng)的天線座殼體、俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)的U型架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響整個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度及重量，該兩大結(jié)構(gòu)件采用薄壁、三維加強(qiáng)筋鑄件。為使轉(zhuǎn)臺(tái)具有較高的剛度，同時(shí)具有較低的重量，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)天線座殼體、U型架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。

方位隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)布局，殼體、轉(zhuǎn)盤采用薄壁、三維加強(qiáng)筋鑄件，有效地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，減少冗余的裝配環(huán)節(jié)。方位支撐軸承采用高精度交叉滾柱軸環(huán)，通過(guò)高精度匯流環(huán)和彈性連接片連接高精度光電碼盤，使座架尺寸得到有效地控制。方位力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方位旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，將運(yùn)動(dòng)直接傳遞給方位光電碼盤，沒(méi)有多余的過(guò)度環(huán)節(jié)，保證了方位角傳遞精度。

3 隨動(dòng)控制系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)構(gòu)成及控制策略

方位隨動(dòng)系統(tǒng)和俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)在控制原理上基本相同，下面以方位隨動(dòng)系統(tǒng)為主進(jìn)行介紹。

方位隨動(dòng)系統(tǒng)主要由方位控制驅(qū)動(dòng)組合、方位力矩電機(jī)、光電碼盤等組成，其中方位控制驅(qū)動(dòng)組合主要由控制模塊、電源執(zhí)勤模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等組成。

方位隨動(dòng)系統(tǒng)的控制原理框圖如圖4所示。隨動(dòng)系統(tǒng)以跟蹤周期T0為工作周期，通過(guò)RS422串口接收目標(biāo)處理/控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令，通過(guò)RS422串口采集光電碼盤位置信息，形成位置環(huán)閉合控制回路。方位控制模塊按照復(fù)合控制算法生成位置環(huán)控制誤差，經(jīng)FPGA形成占空比可變的速度控制信號(hào)，輸入到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采集光電碼盤的增量光電碼盤信號(hào)，作為速度環(huán)反饋輸入；同時(shí)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部形成電流環(huán)控制回路。

圖4 方位隨動(dòng)系統(tǒng)控制原理框圖

由此可見，方位隨動(dòng)系統(tǒng)具有電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三環(huán)閉合控制回路，其中速度環(huán)和電流環(huán)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)置的PI整定參數(shù)進(jìn)行閉合回路控制，控制電機(jī)按照給定的方式平穩(wěn)、可靠的運(yùn)行。

方位隨動(dòng)系統(tǒng)采用復(fù)合控制策略，系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。采用輸入信號(hào)微分前饋開環(huán)控制與閉環(huán)控制相結(jié)合的復(fù)合控制方案，使系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮開環(huán)控制的快速性和閉環(huán)控制精度高的優(yōu)點(diǎn)，有利于提高系統(tǒng)的頻帶寬度，特別是平坦段的頻帶寬度。既提高了系統(tǒng)精度又改善了位置環(huán)響應(yīng)速度，較好地滿足了轉(zhuǎn)臺(tái)高性能指標(biāo)的要求。

圖5 方位隨動(dòng)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖

整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照由內(nèi)環(huán)到外環(huán)的設(shè)計(jì)方法。在內(nèi)環(huán)路設(shè)計(jì)中，先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。電流和速度調(diào)節(jié)器均采用PI控制，校正方式采用串聯(lián)校正。

（1）電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

采用PI控制將雷達(dá)伺服系統(tǒng)校正成為Ⅰ型系統(tǒng)，使系統(tǒng)電流在負(fù)載擾動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)太大的超調(diào)量，控制器傳遞函數(shù)為：

其中，Ki為電流控制器的比例系數(shù)，τi為電流控制器的超前時(shí)間常數(shù)。

按照BOPPPS模式組織課堂教學(xué)，需要以多樣的方式引入教學(xué)內(nèi)容，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，改進(jìn)互動(dòng)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理的課前、課后測(cè)試，課后總結(jié)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)有的放矢，這些手段自提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性方面大有幫助。

俯仰角：0.1°/s～15°/s。

野生動(dòng)物保護(hù)工作，宣傳系于一半。為進(jìn)一步提升行動(dòng)效果，確定了普法與執(zhí)法相結(jié)合、宣傳與巡邏排查相結(jié)合的工作方針。一方面對(duì)全縣重點(diǎn)林區(qū)、重點(diǎn)飯店餐館、市場(chǎng)、碼頭、重點(diǎn)人員進(jìn)行拉網(wǎng)式排查，徹底清除非法獵捕、交易、食用野生鳥類的違法行為，另一方面巡邏排查的過(guò)程中堅(jiān)持對(duì)餐館飯店、村民進(jìn)行宣傳教育，重點(diǎn)對(duì)非法獵捕野生鳥類的刑事責(zé)任進(jìn)行了普法宣傳，同時(shí)聯(lián)合縣電視臺(tái)對(duì)查處的違法行為及時(shí)曝光，擴(kuò)大宣傳效應(yīng)。

（2）速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

采用PI控制，將速度回路校正成Ⅱ型系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為：

其中，Kn為轉(zhuǎn)速控制器的比例系數(shù)，τn為轉(zhuǎn)速控制器的超前時(shí)間常數(shù)。

在方位隨動(dòng)系統(tǒng)中，Kn=20186，τn=2.21。

（3）位置環(huán)復(fù)合控制設(shè)計(jì)

雷達(dá)位置回路要求快速響應(yīng)、穩(wěn)定性好、同時(shí)無(wú)超調(diào)或超調(diào)盡可能小，可以采用單獨(dú)的比例控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，位置環(huán)復(fù)合控制采用前饋加反饋的控制方式，傳遞函數(shù)為：

式中，Δβ為誤差控制量，βSTn為本拍位置控制數(shù)據(jù)，βTn為本拍方位碼盤值，Ka為控制增益，βST(n-1)為上拍位置控制數(shù)據(jù)，KP為前饋增益。

SF6斷路器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：第一，SF6斷路器的操作機(jī)構(gòu)由優(yōu)質(zhì)的彈簧機(jī)構(gòu)制成，因而其電源容量較小、動(dòng)作較為迅速，從而有助于斷路器的日常維護(hù)和檢修。第二，斷路器的電流壓力較大，僅需較短的滅弧時(shí)間，因而具有節(jié)約空間、減小體積的優(yōu)勢(shì)。第三，檢修周期較長(zhǎng)，能夠進(jìn)行多次斷路。SF6斷路器的檢修周期通常為10年，而且，整個(gè)檢修過(guò)程所需的人員數(shù)量較少，一般進(jìn)行2至3個(gè)人即能夠完成整個(gè)檢修工作。第四，絕緣支柱數(shù)量較少，內(nèi)部零件組織數(shù)量較少，且組織結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。

在方位隨動(dòng)系統(tǒng)中，KP=6.98×10-9，Ka=10.95。

3.2 控制模塊設(shè)計(jì)

控制模塊是隨動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，原理框圖如圖6所示。該模塊主要由DSP（TMS320F2812PGFA TI公司）、FPGA（EP1C6T144I7 ALTERA公司）、高速串口通訊（TL16C754BFN TI公司）等組成。用于實(shí)現(xiàn)和目標(biāo)處理/控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換，完成光電碼盤的數(shù)據(jù)采集，計(jì)算方位隨動(dòng)誤差，向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出脈寬調(diào)制信號(hào)，完成方位隨動(dòng)系統(tǒng)位置環(huán)閉合控制。

圖6 控制模塊原理框圖

DSP和FPGA作為主控電路，由FPGA產(chǎn)生所有內(nèi)部所需時(shí)序脈沖、地址譯碼。DSP中斷INT0負(fù)責(zé)接收目標(biāo)處理/控制計(jì)算機(jī)通過(guò)RS422串口發(fā)送的隨動(dòng)系統(tǒng)方位控制數(shù)據(jù)，DSP中斷INT1負(fù)責(zé)接收光電碼盤數(shù)據(jù)。在每一個(gè)跟蹤同步脈沖周期里，DSP讀取隨動(dòng)系統(tǒng)方位控制數(shù)據(jù)和方位光電碼盤數(shù)據(jù)，根據(jù)αβ濾波算法進(jìn)行前饋控制計(jì)算，形成方位誤差數(shù)據(jù)，再FPGA對(duì)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行D/T轉(zhuǎn)換，形成PWM脈寬調(diào)制信號(hào)，輸出給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)系統(tǒng)位置環(huán)閉合控制。

3.3 光電碼盤設(shè)計(jì)

對(duì)于高精度的隨動(dòng)控制系統(tǒng)，測(cè)角元件的性能及精度會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能及精度。本系統(tǒng)的測(cè)角元件采用絕對(duì)式高精度光電碼盤和增量式光電碼盤相結(jié)合的方式，其中絕對(duì)式光電碼盤采用12V供電，分辨率：21位（二進(jìn)制），測(cè)角精度：σ≤2″（均方根），數(shù)據(jù)最小間隔：≤1ms；增量式光電碼盤過(guò)碼盤細(xì)分技術(shù)，產(chǎn)生增量碼盤信號(hào)，分辨率2097152線。隨動(dòng)系統(tǒng)均以增量式光電碼盤作為速度反饋信號(hào)，取消了電機(jī)自帶的速度傳感器，使得隨動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制，大幅提升了隨動(dòng)系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖集約化程度的不斷提高，養(yǎng)殖動(dòng)物病害頻發(fā)，漁用殺蟲藥物的投入使用也較為頻繁，有些養(yǎng)殖戶為了追求療效，盲目加大藥物使用濃度，從而導(dǎo)致水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物死亡或中毒的藥害事故時(shí)有發(fā)生，因此，在養(yǎng)殖水體使用殺蟲藥時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)把握藥物的安全使用濃度。

絕對(duì)式光電碼盤采用空心軸形式，如圖7所示，碼盤的殼體通過(guò)彈性連接片與方位隨動(dòng)系統(tǒng)的天線座殼體（俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)的U型架）連接，光電碼盤轉(zhuǎn)軸直接與方位隨動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸（俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸）連接。彈性連接片有效地減小了光電碼盤安裝的偏心誤差，保證了光電碼盤的傳遞精度。

圖7 光電碼盤外形圖

4 測(cè)試結(jié)果

4.1 速度環(huán)測(cè)試

方位隨動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)結(jié)構(gòu)框圖見圖8。

圖8 方位隨動(dòng)系統(tǒng)速度環(huán)結(jié)構(gòu)框圖

速度環(huán)采用自適應(yīng)PI控制算法，其中比例增益VP越高，剛度越大，一般情況下，負(fù)載慣量越大，VP設(shè)定值越大，在保證系統(tǒng)不發(fā)生振蕩的條件下，盡量應(yīng)設(shè)置較大的值；積分時(shí)間常數(shù)VI的設(shè)置可提高速度的穩(wěn)定性，一般情況下，負(fù)載慣量越大，VI設(shè)定值越大，在保證系統(tǒng)不發(fā)生振蕩的條件下，盡量應(yīng)設(shè)置較小的值。

方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)調(diào)節(jié)參數(shù)：VP=20186，VI=9097，速度環(huán)矩形波響應(yīng)測(cè)試曲線如圖9所示。

圖9 速度環(huán)矩形波響應(yīng)測(cè)試曲線

可以看到，方位隨動(dòng)系統(tǒng)速度環(huán)響應(yīng)迅速，控制帶寬大，系統(tǒng)的魯棒性良好。俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)速度環(huán)控制效果與此類似，這里就不贅述。

4.2 位置環(huán)測(cè)試

經(jīng)測(cè)試，方位隨動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)誤差≤5″，動(dòng)態(tài)誤差≤10″，俯仰隨動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)誤差≤2″，動(dòng)態(tài)誤差≤5″，滿足高精度轉(zhuǎn)臺(tái)的要求；其他各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。

“怎么不行？我不是吃軟飯的，正想租個(gè)大一點(diǎn)的地方，你家后院可以用上。今后，我打算養(yǎng)花，拿到街上去賣，給兒子攢點(diǎn)學(xué)費(fèi)?！?/p>

5 結(jié)論

本文結(jié)合了車載兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的研制，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隨動(dòng)控制等方面進(jìn)行了分析、設(shè)計(jì)。采用力矩電機(jī)直驅(qū)控制方式，通過(guò)全數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制電路和高精度光電碼盤，達(dá)到了較高的定位精度，滿足高精度隨動(dòng)控制要求。

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目前該兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)已運(yùn)用于某雷達(dá)產(chǎn)品，完成了外場(chǎng)試驗(yàn)，運(yùn)行狀態(tài)良好。對(duì)比同類產(chǎn)品，該兩軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)在達(dá)到國(guó)內(nèi)同等隨動(dòng)技術(shù)指標(biāo)的情況下，整機(jī)重量至少減輕30%，具有廣闊的市場(chǎng)前景

參考文獻(xiàn)

［1］ 崔廣志.電動(dòng)三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2007.

［2］ 劉春芳.液壓三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)低速性能及其控制策略的研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2003.

［3］ 付永領(lǐng)，陳寶琦.兩軸電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與控制［J］.自動(dòng)化與儀器儀表，2013（4）：91-94.

［4］ 胡祐德，曾樂(lè)生，馬東升.伺服系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，1993.

［5］ 謝劍英，賈青.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.