方位双稳定转台伺服系统的设计与实现

1、9英寸4U高的标准抽屉，前面板如图3所示电机本地控制RS-4 8 5单云4图1方位双转台伺服系统组成框图稳定檢-71-电子设计工程2010年第6期动载体头方向360。 0。动栽优浜询向图3转台控制器前面板示意图图4加固PC-104计算机好的抗振性，适用于环境恶劣的机载设备。经过加固后的PC-104计算机如图4所示。转台控制计算机软件采用 Windows NT操作系统3动载体头方向360°. 0°，便于开发,具有高可靠性、安全性等特点。软件模块主要包括实时控制和人机 接口两部分。实时控制部分主要包括数据采集、坐标变换、网络及串口通讯、控制 保护等;人机接口部分主要包括显示管理

2、、参数管理、故障监测等模块。驱动电路 由电机-测速机组、功率放大器、电流环、速度环和EMI滤波电路组成。主要用于功率放大、电流控制等。驱动电机选用永磁直流力矩电机，功率放大选用线性功率放大器，动态性能好，电磁干扰小、简单、可靠。稳定陀螺选用航空速率陀螺，构成陀螺稳定环，以隔离动载体姿态变化对跟踪的影响。转台控制器的主要工作方式有待 机、指向、程序跟踪。3转台双转台是安装于某工程动载体上的机电设备，转台采用高精度齿轮驱动，为控制 转台的重量及满足动载体设备的环境要求，选用铝合金材料柔性加工，齿轮及轴采用 合金钢，轴承采用高精度圆锥滚子轴承及球轴承4，以便于提高转台刚度和机械性能。4稳定转台引导原

3、理稳定转台引导原理图如图5所示,它利用惯性导航系统（INS给出动载体所在的地理经度、纬度，动载体姿态参数（动载体相对正北方向 的航向角k、动载体相对水平面的横滚角 、动载体相对水平面的俯仰角B再根据上位机的位置指令，通过控制计算机计算两个转台的方位角，进行引导,使转台实时随 动5于上位机指令。根据本地控制单元的命令和动载体上的INS测出的动载体位置经纬度和动载 体姿态，可以计算出转台对目标跟踪的机体角度，假设动载体经度为 入（纬度为© 0目 标点经度为入A纬度为© A则两点的方位角aa =ta n-1sin (尼AOcos ©Acos © Osin -S

4、iA © A cos (- 10A(1a为大地角度，通过坐标转换成甲板角度 a'a' =tansin sin 0 cos EL G0s+：osa cos EL sin-k -sia cos 0 sin EL(2因为转台只在水平方向作一维转动 所以式(2中转台俯仰角EL为0。,则简化式(2a' =tansin sin 0 cos+soa sin* acos cos -k a(3若a' >4且° a' <13为转台1工作，转动角度为：若a-'90° ； a'且25。<31为转,台2工作,转动角度为：a-270 ；转动角度顺时针为 正，逆时针为负，其示意图如图6所示。5结束语该项目伺服系统已成功应用，经过环境鉴定试验、可靠性鉴定试验、整机电磁兼容6试验、科研试飞验证，满足各项指标要求，为后续 项目进一步发展奠定坚实基础。参考文献：1邹伯敏自动控制理论M.3版.北京:机械工业出版社,2007.2陈永冰，钟斌.惯性导航原理M.北京:国防出版社,2007.3鞠时光.操作系统原 理M.武汉:武汉理工大学出版社,2003.4张润逵.雷达结构与工艺：上、下册M.北京:电子工业出版社,2007.王