趙鵬

摘要：偵察裝備是戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)撤叫袆?dòng)的重要設(shè)備，是武器裝備的眼睛。偵察桅桿分系統(tǒng)是探測(cè)裝備的主要部分。偵察系統(tǒng)工作過(guò)程中，桅桿上的探測(cè)設(shè)備對(duì)定位精度以及動(dòng)態(tài)晃動(dòng)要求較高。如果系統(tǒng)晃動(dòng)量比較大，則探測(cè)精度受到很大影響或者無(wú)法定位。本文通過(guò)仿真和試驗(yàn)的手段找到振動(dòng)源頭、傳遞路徑、振動(dòng)機(jī)理，并給出故障處理的合理方法，以此提高裝備的可靠性。

關(guān)鍵詞：偵察桅桿;振動(dòng);諧振;失控

0 引言

對(duì)某批次裝備進(jìn)行檢測(cè)，多個(gè)設(shè)備處于穩(wěn)像功能下，用遙桿控制穩(wěn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，光電俯仰角在一定角度附近，穩(wěn)臺(tái)方位轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)明顯振動(dòng)現(xiàn)象。通過(guò)尋找系統(tǒng)振動(dòng)的真正原因，能夠徹底解決偵察桅桿系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題[1]。

1故障定位

根據(jù)此次偵察桅桿系統(tǒng)振動(dòng)特點(diǎn)，故障車(chē)輛數(shù)量較多，針對(duì)一個(gè)車(chē)輛進(jìn)行排查，找到問(wèn)題原因，然后在其他車(chē)輛上進(jìn)行驗(yàn)證。

1.1 故障原因分析

1.1.1 光電設(shè)備重心偏移

通過(guò)試驗(yàn)將光電頭的轉(zhuǎn)接塊位置整體平移，轉(zhuǎn)接塊的活動(dòng)一個(gè)螺釘孔的位置，即質(zhì)心人為偏移20mm，振動(dòng)現(xiàn)象不改變，此原因排除。

1.1.2 穩(wěn)臺(tái)方位控制

將穩(wěn)臺(tái)的方位陀螺的信號(hào)輸出。穩(wěn)臺(tái)穩(wěn)態(tài)控制轉(zhuǎn)動(dòng)存在波動(dòng)，這是由控制系統(tǒng)[2]本身決定。當(dāng)系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，陀螺信號(hào)開(kāi)始放大此時(shí)為系統(tǒng)失控。

1.1.3 雷達(dá)伺服間隙

桅桿系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中多次發(fā)現(xiàn)雷達(dá)伺服蓮花座螺釘松動(dòng)。蓮花座連接螺釘松動(dòng)，振動(dòng)明顯加劇。蓮花座連接螺釘緊固，同時(shí)雷達(dá)伺服底部箱體與轉(zhuǎn)軸連接螺釘緊固，振動(dòng)減小但沒(méi)有完全消除。伺服設(shè)備的連接會(huì)影響振動(dòng)的量級(jí)，但不是引起振動(dòng)的主要因素。

1.1.4 升降桿定位銷(xiāo)狀態(tài)不同

定位銷(xiāo)調(diào)整后做測(cè)試，穩(wěn)臺(tái)振動(dòng)量級(jí)有所降低。經(jīng)測(cè)試穩(wěn)臺(tái)工作每百圈系統(tǒng)有8次振動(dòng)。在穩(wěn)臺(tái)振動(dòng)方位外界敲擊穩(wěn)臺(tái)或倒伏電機(jī)，系統(tǒng)會(huì)激起振動(dòng)。定位銷(xiāo)的安裝狀態(tài)能夠影響系統(tǒng)振動(dòng)，但不能完全消除。

1.1.5 倒伏質(zhì)心偏

系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)程中能夠人為感覺(jué)到倒伏調(diào)平機(jī)構(gòu)的控制盒，電機(jī)振動(dòng)明顯。拆除引起質(zhì)心偏移的控制盒，此時(shí)穩(wěn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)自發(fā)振動(dòng)。通過(guò)敲擊穩(wěn)臺(tái)，方位旋轉(zhuǎn)方向敲擊不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，穩(wěn)臺(tái)的U形架一測(cè)上下敲擊，能夠敲振。

1.1.6 偵察桅桿系統(tǒng)共振

通過(guò)測(cè)量穩(wěn)臺(tái)方位陀螺信號(hào)能夠得出穩(wěn)臺(tái)的自振頻率約為30Hz。通過(guò)對(duì)偵察桅桿系統(tǒng)測(cè)試能夠測(cè)出系統(tǒng)的模態(tài)[3]，即振動(dòng)的振型以及頻率大小，能夠看出系統(tǒng)是否為共振。

1.2 故障原因定位

通過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)在30Hz附近有一個(gè)諧振頻率。基本可以定位為偵察系統(tǒng)某一階模態(tài)與穩(wěn)臺(tái)諧振。

2故障機(jī)理分析

2.1 偵察桅桿系統(tǒng)仿真

對(duì)偵察桅桿系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模，然后進(jìn)行模態(tài)分析，查看是否為某一階模態(tài)引起系統(tǒng)共振。

2.2 系統(tǒng)模態(tài)結(jié)果分析

偵察桅桿系統(tǒng)第三階模態(tài)的頻率和諧振頻率很接近，同時(shí)第三階模態(tài)為整體擺動(dòng)和扭轉(zhuǎn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，和實(shí)際運(yùn)動(dòng)形式相近。

2.3 光電穩(wěn)臺(tái)振動(dòng)位置分析

穩(wěn)臺(tái)橫向擺動(dòng)導(dǎo)致方位陀螺在此位置影響最大。從仿真三階模態(tài)振動(dòng)方向看，穩(wěn)臺(tái)頂端擺動(dòng)方向和兩定位銷(xiāo)連線方向平行。當(dāng)穩(wěn)臺(tái)運(yùn)行到該位置時(shí)，平動(dòng)分量最大容易引起穩(wěn)臺(tái)失控，從而發(fā)生系統(tǒng)共振。系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)方向一致。

2.4 穩(wěn)臺(tái)失控原理分析

由于方位陀螺的設(shè)計(jì)位置在光電頭一側(cè)，在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)穩(wěn)臺(tái)向右擺動(dòng)，方位陀螺順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)臺(tái)自身逆時(shí)針振動(dòng)，兩者疊加結(jié)果為方位陀螺轉(zhuǎn)速變小。穩(wěn)臺(tái)此時(shí)容易過(guò)沖，導(dǎo)致控制失穩(wěn)。

3 故障復(fù)現(xiàn)

在一臺(tái)初始狀態(tài)完好不會(huì)振動(dòng)的設(shè)備上進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)調(diào)整設(shè)備下端升降桿、伺服等的連接松緊程度，使系統(tǒng)的諧振頻率為30Hz左右，穩(wěn)臺(tái)工作時(shí)系統(tǒng)振動(dòng)，故障復(fù)現(xiàn);改變穩(wěn)臺(tái)控制頻率，降為20Hz左右，系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)故障消失。

4 改進(jìn)措施及驗(yàn)證

通過(guò)改變升降桅桿銷(xiāo)軸的角度，是最簡(jiǎn)單實(shí)用的改變系統(tǒng)剛度的方法。通過(guò)仿真銷(xiāo)軸角度為、90°、120°、180°對(duì)應(yīng)的剛度分別為60°時(shí)的1、3.1、4.2、7.9倍。將升降桅桿的天線頭和安裝座更換，系統(tǒng)內(nèi)的其余設(shè)備保持不變。針對(duì)90度、120度、180度三種狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)偵察系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，得出系統(tǒng)的振動(dòng)機(jī)理和諧振條件。通過(guò)更改定位銷(xiāo)安裝角度能夠較方便的解決系統(tǒng)諧振問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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