論測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)論文
論測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)論文
天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)用于完成天線遠(yuǎn)場(chǎng)的測(cè)試任務(wù),是一種重要的仿真測(cè)試設(shè)備?？梢阅M天線橫滾、俯仰、方位等各種姿態(tài)變化。在航空航天、通訊技術(shù)和科研等領(lǐng)域上都有廣泛的應(yīng)用。測(cè)試系統(tǒng)中,發(fā)射端轉(zhuǎn)臺(tái)和接收端轉(zhuǎn)臺(tái)的對(duì)準(zhǔn)對(duì)天線測(cè)試起著極其重要的作用,測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)性能的高低直接關(guān)系到仿真和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,是保證天線精度和性能的基礎(chǔ)。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準(zhǔn)備的：論測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
論測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)全文如下：
【摘要】：由于航空、航天技術(shù)的發(fā)展依賴于慣性導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng),因而慣性元件的好壞直接影響導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)的品質(zhì),轉(zhuǎn)臺(tái)作為慣性元件測(cè)試的重要設(shè)備,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航天、航空以及國(guó)防軍事等領(lǐng)域,本文主要論述了測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】： 轉(zhuǎn)臺(tái) 慣性元件 精度
1前言
航空航天技術(shù)是上世紀(jì)后期興起的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，自其形成以來(lái)，一直汲取基礎(chǔ)科學(xué)和其他應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域的最新成就，高度綜合了工程技術(shù)的最新成果。時(shí)至今日，航天航空技術(shù)水平的高低，已經(jīng)不僅僅是一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平的顯現(xiàn)，它更多的是作為一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的象征。因此各個(gè)國(guó)家都投入大量的資金以及科研力量進(jìn)行航空航天技術(shù)的研發(fā)。
在航天航空技術(shù)中，導(dǎo)彈技術(shù)對(duì)于一個(gè)國(guó)家的重要性是不言而喻的，而擁有高性能和高可靠性的慣性導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)，在導(dǎo)彈技術(shù)中又是重中之重。在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)中，對(duì)慣性元件進(jìn)行測(cè)試是十分重要的，但是進(jìn)行實(shí)物打靶試驗(yàn)會(huì)耗費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)，所以在科研中經(jīng)常使用半實(shí)物的仿真試驗(yàn)。而轉(zhuǎn)臺(tái)作為慣性元件的重要測(cè)試設(shè)備，它的精度會(huì)直接影響測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。
因此對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的性能研究是具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值和重大意義的。
2 國(guó)外轉(zhuǎn)臺(tái)的研究發(fā)展現(xiàn)狀
由于慣性制導(dǎo)技術(shù)在軍事上的重要性，所以發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)此研究花費(fèi)了很大的精力。在眾多研究轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的國(guó)家中，美國(guó)一直處于世界領(lǐng)先水平，遠(yuǎn)超英國(guó)、法國(guó)、俄羅斯等國(guó)家。
美國(guó)從上世紀(jì)四十年代就已經(jīng)開始進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的研究工作，美國(guó)麻省理工學(xué)院在 1945 年研制出了 A 型轉(zhuǎn)臺(tái)，這是世界上第一臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)，采用的是普通滾珠軸承和交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于這個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)并不成熟，所以并沒有投入使用。隨著制造加工業(yè)水平的提高，轉(zhuǎn)臺(tái)的測(cè)量精度也逐步提高。在 1954 年，麻省理工學(xué)院研制出了 D 型轉(zhuǎn)臺(tái)，并加以改進(jìn)，于 1968 年研制出 E 型轉(zhuǎn)臺(tái)，定位的精度達(dá)到 3"，可以說(shuō)麻省理工學(xué)院開創(chuàng)了美國(guó)轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的先河，甚至是全球范圍內(nèi)的先行者。
到 70 年代末，CGC 公司成功研制出 51 系列轉(zhuǎn)臺(tái)，采用雙軸式氣浮軸承，其精度可達(dá)到 1" 以內(nèi)。隨后又研制出 53D、53E、53G 型轉(zhuǎn)臺(tái)，均為多軸轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，以上系列的多軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)在控制上均采用了 MPACS30H 系列模塊化精密角度控制系統(tǒng) (Modular Precision Angular Control System)，這標(biāo)志著轉(zhuǎn)臺(tái)已經(jīng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化的階段。1984 年。CGC 公司提出了三軸臺(tái) ITATT 的設(shè)計(jì)制造方案，其指向精度可達(dá) 0.1"，其測(cè)試精度之已高達(dá)到了當(dāng)時(shí)其他慣性導(dǎo)航測(cè)試儀器的幾十倍。進(jìn)入 21 世紀(jì)，CGC 等多家公司合并組建了 Acutronic 公司，成為現(xiàn)今技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)的轉(zhuǎn)臺(tái)研發(fā)生成公司，其技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先水平，其產(chǎn)品也成為全球市場(chǎng)占有率最高的轉(zhuǎn)臺(tái)產(chǎn)品。
3 國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)臺(tái)的研究發(fā)展現(xiàn)狀
相對(duì)于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)開始進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的研發(fā)工作很晚，一直到 60年代中期年才開始進(jìn)行。雖然開始的比較晚，但是我國(guó)轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的發(fā)展還是很快的，從 1966 年第一臺(tái) DT-1 單軸轉(zhuǎn)臺(tái)研發(fā)成功開始，在隨后的十幾年內(nèi)，相繼研發(fā)出“7191”雙軸空氣軸承轉(zhuǎn)臺(tái)、SSFT 伺服轉(zhuǎn)臺(tái)等，在提高精度、簡(jiǎn)化操作、功能擴(kuò)展、提高可靠性等方面做了很多改進(jìn)，并于 1992 年研究出我國(guó)第一臺(tái)高精度三軸轉(zhuǎn)臺(tái) SGT-1 型三軸臺(tái)，由計(jì)算機(jī)參與控制，大大提高控制精度和測(cè)試自動(dòng)化水平，為我國(guó)慣性導(dǎo)航元件提供了高精度的測(cè)試。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)于 2004 年研制出我國(guó)首臺(tái)臥式高精度轉(zhuǎn)臺(tái)，SCT-1 三軸精密測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)。隨后由航空部 303 所研制的 SJT-1 三軸精密轉(zhuǎn)臺(tái)，是國(guó)內(nèi)首臺(tái)包含動(dòng)態(tài)測(cè)試、靜態(tài)測(cè)試和溫度測(cè)試的高性能捷聯(lián)慣導(dǎo)綜合測(cè)試三軸臺(tái)，其總體性能均達(dá)到目前世界上同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
我國(guó)的轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)雖然起步較晚，但是發(fā)展速度比較快，目前哈工大仿真中心、哈工大慣導(dǎo)中心、航空 303 所等單位都已達(dá)到世界先進(jìn)水平，為國(guó)內(nèi)提供了大量的仿真和測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)。通過(guò)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比可以看出，我國(guó)轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一些差距的，主要問題在控制技術(shù)、傳感器的精度和動(dòng)態(tài)性能、驅(qū)動(dòng)設(shè)備的低速性能等方面。
4 轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)
近些年來(lái)隨著科技的發(fā)展，各種武器裝備的發(fā)展速度也十分迅猛，隨之而來(lái)對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的精確性要求也在不斷的提高。因此，未來(lái)對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的主要發(fā)展方向就是提高精度及自動(dòng)化水平，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可歸結(jié)為以下幾點(diǎn) ：
(1)簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)臺(tái)，降低轉(zhuǎn)臺(tái)多用性，以便提高精度 ;
(2)使用新型材料，利用新型材料的特性，并提高制造工藝水平，從而提高轉(zhuǎn)臺(tái)的精度 ;
(3)應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制，提高自動(dòng)化水平，利用計(jì)算機(jī)的準(zhǔn)確性對(duì)誤差進(jìn)行反饋和補(bǔ)償 ;
(4)使轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)系列化，可以有效的減少成本和人員培訓(xùn)的周期，縮短研發(fā)時(shí)間。
為了提高轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的精度，除了對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)本身元器件的精度研究提高，對(duì)于先進(jìn)控制方法的研究也必不可少。由于模擬電路的噪聲、漂移等現(xiàn)象對(duì)控制系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生很大影響，因此需要使用數(shù)字控制系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其精度不會(huì)受到噪聲、漂移的影響，可以有效的提高精度，所以模擬控制系統(tǒng)必將被數(shù)控系統(tǒng)所取代。下面介紹幾種常用的轉(zhuǎn)臺(tái)控制方法 ：
(1)PID 控制，傳統(tǒng)的 PD 或 PID 控制不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性也很高以，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，但是只適合用于負(fù)載低、擾動(dòng)小且非線性因素小的系統(tǒng)。
(2)復(fù)合控制，復(fù)合控制可大大提高系統(tǒng)的控制精度。
(3)自適應(yīng)控制，適用于對(duì)象特性或擾動(dòng)特性變化范圍較大，且性能指標(biāo)要求較高的控制系統(tǒng)。
(4)智能控制，是控制理論發(fā)展的高級(jí)階段，主要用來(lái)解決那些傳統(tǒng)控制方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。無(wú)論使用哪種控制策略，都是為了讓轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)達(dá)到更高的性能指標(biāo)要去，最大程度的提高系統(tǒng)整體精度。所以，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)這樣復(fù)雜的控制系統(tǒng)，通常都要結(jié)合多種控制方法來(lái)彌補(bǔ)單一控制方法的不足之處。
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