[发明专利]角冲击台控制系统

说明书

技术领域

本发明属于运动控制领域，涉及一种角冲击台控制系统。

背景技术

汽车碰撞试验测试用的角位移传感器，用于测量在碰撞过程中，试验假人颈部的运动状态，其运动过程是一角冲击过程；飞机惯性导航系统中的陀螺用于测量飞机三个方向的角速度，解算出飞机运动的姿态；特种飞行器控制系统中用的角加速度传感器，直接测量特种飞行器运动过程中的角加速度，用于对特种飞行器运动状态的控制。当飞机或特种飞行器作机动或突遇大气流冲击时，可将这一过程视为角冲击过程。角冲击是在极短的时间过程中产生大的幅值变化。目前，没有可产生角冲击波的标准装置来实现对角运动传感器的动态校准。

发明内容

本发明的目的是提出一种能对角冲击运动方式进行校准的角冲击台控制系统。本发明的技术解决方案是，该系统包括主控制系统、从运动控制系统和波形控制系统三部分，

(1)主运动控制系统包括主电机控制器、主电机、光栅，主电机控制器控制主电机旋转，主电机带动光栅和波形反馈控制系统中的波形反馈标准传感器同步旋转，光栅的测量信号反馈给主电机控制器，形成主运动控制系统的闭环控制；

(2)从运动控制系统包括从电机控制器、从电机、编码器，从电机控制器接收主电机控制器发出的运动控制信号，控制从运动控制系统进行运动跟随，从电机控制器控制从电机旋转，从电机带动编码器同步旋转，编码器的输出信号送入从电机控制器，形成从运动系统的闭环控制；

(3)波形反馈控制系统包括控制计算机、波形控制器，波形反馈标准传感器，波形反馈标准传感器的输出信号反馈给波形反馈控制系统中的波形控制器，波形控制器的输出送入主电机控制器，波形控制器通过测量解算波形反馈标准传感器的输出信号与控制计算机给定的目标值比较，换算成相应的控制电压信号，重新计算输入的控制电压信号，送入主电机控制器，形成运动波形的反馈控制。

所述的波形反馈控制系统中的控制计算机控制主运动控制系统运动或控制从运动控制系统运动。

在进行匀速角运动测量时，该系统包括主控制系统、从运动控制系统二部分，

(1)主运动控制系统包括主电机控制器、主电机、光栅，主电机控制器控制主电机旋转，主电机带动光栅同步旋转，光栅的测量信号反馈给主电机控制器，形成主运动控制系统的闭环控制；

(2)从运动控制系统包括从电机控制器、从电机、编码器，从电机控制器接收主电机控制器发出的运动控制信号，控制从运动控制系统进行运动跟随，从电机控制器控制从电机旋转，从电机带动编码器同步旋转，编码器的输出信号送入从电机控制器，形成从运动系统的闭环控制。

在测量角度小于360度时，该系统包括主控制系统和波形控制系统二部分，

(1)主运动控制系统包括主电机控制器、主电机、光栅，主电机控制器控制主电机旋转，主电机带动光栅和波形反馈控制系统中的波形反馈标准传感器同步旋转，光栅的测量信号反馈给主电机控制器，形成主运动控制系统的闭环控制；

(2)波形反馈控制系统包括控制计算机、波形控制器，波形反馈标准传感器，波形反馈标准传感器的输出信号反馈给波形反馈控制系统中的波形控制器，波形控制器的输出送入主电机控制器，波形控制器通过测量解算波形反馈标准传感器的输出信号与控制计算机给定的目标值比较，换算成相应的控制电压信号，重新计算输入的控制电压信号，送入主电机控制器，形成运动波形的反馈控制。

所述的波形控制器通过测量解算波形反馈标准传感器的输出信号与控制计算机给定的目标值比较，不断地计算修正输入控制电压信号，直到反馈标准传感器的输出信号波形与设定的目标值波形误差控制在所需的范围内，测量记录下此时测量系统测量到的波形信息。

所述的波形反馈标准传感器的输出信号可以是与角位移相关的电压信号、与角速度相关的电压信号或与角加速度相关的电压信号。

波形反馈标准传感器可以是角位移传感器、角速度传感器、角加速度传感器或线加速度传感器。

本发明具有的优点和有益效果，本发明根据不同的校准需求，采用不同的工作方式。由主控制系统、从运动控制系统二部分工作，实现对传感器的静态校准；当角冲击台主运动轴转过的角度小于等于360°时，可以选择主控制系统和波形控制系统工作，从控制系统不工作方式，否则，主控制系统和波形控制系统及从控制系统工作，实现对传感器的动态校准。在动态校准时，可产生不同脉宽、不同(角位移、角速度、角加速度)幅值的半正弦波激励、梯形波激励或三角波激励方式，由于采用了波形反馈控制，系统重复性好，测量准确度高。