論測試轉臺的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢論文
論測試轉臺的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢論文
天線測試轉臺用于完成天線遠場的測試任務,是一種重要的仿真測試設備?？梢阅M天線橫滾、俯仰、方位等各種姿態(tài)變化。在航空航天、通訊技術和科研等領域上都有廣泛的應用。測試系統(tǒng)中,發(fā)射端轉臺和接收端轉臺的對準對天線測試起著極其重要的作用,測試轉臺性能的高低直接關系到仿真和試驗結果的準確性,是保證天線精度和性能的基礎。以下是學習啦小編今天為大家精心準備的：論測試轉臺的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!
論測試轉臺的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢全文如下：
【摘要】：由于航空、航天技術的發(fā)展依賴于慣性導航與制導系統(tǒng),因而慣性元件的好壞直接影響導航與制導系統(tǒng)的品質,轉臺作為慣性元件測試的重要設備,已經廣泛應用于航天、航空以及國防軍事等領域,本文主要論述了測試轉臺的國內外發(fā)展狀況及發(fā)展趨勢。
【關鍵詞】： 轉臺 慣性元件 精度
1前言
航空航天技術是上世紀后期興起的現(xiàn)代科學技術，自其形成以來，一直汲取基礎科學和其他應用科學領域的最新成就，高度綜合了工程技術的最新成果。時至今日，航天航空技術水平的高低，已經不僅僅是一個國家科學技術水平的顯現(xiàn)，它更多的是作為一個國家綜合國力的象征。因此各個國家都投入大量的資金以及科研力量進行航空航天技術的研發(fā)。
在航天航空技術中，導彈技術對于一個國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航與制導系統(tǒng)，在導彈技術中又是重中之重。在慣性導航系統(tǒng)的研發(fā)中，對慣性元件進行測試是十分重要的，但是進行實物打靶試驗會耗費大量的經費，所以在科研中經常使用半實物的仿真試驗。而轉臺作為慣性元件的重要測試設備，它的精度會直接影響測試的準確性和可靠性。
因此對于轉臺的性能研究是具有很強的應用價值和重大意義的。
2 國外轉臺的研究發(fā)展現(xiàn)狀
由于慣性制導技術在軍事上的重要性，所以發(fā)達國家都對此研究花費了很大的精力。在眾多研究轉臺技術的國家中，美國一直處于世界領先水平，遠超英國、法國、俄羅斯等國家。
美國從上世紀四十年代就已經開始進行轉臺技術的研究工作，美國麻省理工學院在 1945 年研制出了 A 型轉臺，這是世界上第一臺轉臺，采用的是普通滾珠軸承和交流電機驅動，由于這個轉臺技術并不成熟，所以并沒有投入使用。隨著制造加工業(yè)水平的提高，轉臺的測量精度也逐步提高。在 1954 年，麻省理工學院研制出了 D 型轉臺，并加以改進，于 1968 年研制出 E 型轉臺，定位的精度達到 3"，可以說麻省理工學院開創(chuàng)了美國轉臺技術的先河，甚至是全球范圍內的先行者。
到 70 年代末，CGC 公司成功研制出 51 系列轉臺，采用雙軸式氣浮軸承，其精度可達到 1" 以內。隨后又研制出 53D、53E、53G 型轉臺，均為多軸轉臺系統(tǒng)，以上系列的多軸測試轉臺在控制上均采用了 MPACS30H 系列模塊化精密角度控制系統(tǒng) (Modular Precision Angular Control System)，這標志著轉臺已經進入計算機控制和自動化的階段。1984 年。CGC 公司提出了三軸臺 ITATT 的設計制造方案，其指向精度可達 0.1"，其測試精度之已高達到了當時其他慣性導航測試儀器的幾十倍。進入 21 世紀，CGC 等多家公司合并組建了 Acutronic 公司，成為現(xiàn)今技術實力最強的轉臺研發(fā)生成公司，其技術一直處于世界領先水平，其產品也成為全球市場占有率最高的轉臺產品。
3 國內轉臺的研究發(fā)展現(xiàn)狀
相對于美國等發(fā)達國家，我國開始進行轉臺技術的研發(fā)工作很晚，一直到 60年代中期年才開始進行。雖然開始的比較晚，但是我國轉臺技術的發(fā)展還是很快的，從 1966 年第一臺 DT-1 單軸轉臺研發(fā)成功開始，在隨后的十幾年內，相繼研發(fā)出“7191”雙軸空氣軸承轉臺、SSFT 伺服轉臺等，在提高精度、簡化操作、功能擴展、提高可靠性等方面做了很多改進，并于 1992 年研究出我國第一臺高精度三軸轉臺 SGT-1 型三軸臺，由計算機參與控制，大大提高控制精度和測試自動化水平，為我國慣性導航元件提供了高精度的測試。
哈爾濱工業(yè)大學于 2004 年研制出我國首臺臥式高精度轉臺，SCT-1 三軸精密測試轉臺。隨后由航空部 303 所研制的 SJT-1 三軸精密轉臺，是國內首臺包含動態(tài)測試、靜態(tài)測試和溫度測試的高性能捷聯(lián)慣導綜合測試三軸臺，其總體性能均達到目前世界上同類產品的先進水平。
我國的轉臺技術雖然起步較晚，但是發(fā)展速度比較快，目前哈工大仿真中心、哈工大慣導中心、航空 303 所等單位都已達到世界先進水平，為國內提供了大量的仿真和測試轉臺。通過技術指標的對比可以看出，我國轉臺技術與美國等發(fā)達國家還是有一些差距的，主要問題在控制技術、傳感器的精度和動態(tài)性能、驅動設備的低速性能等方面。
4 轉臺的發(fā)展趨勢
近些年來隨著科技的發(fā)展，各種武器裝備的發(fā)展速度也十分迅猛，隨之而來對于轉臺技術的精確性要求也在不斷的提高。因此，未來對于轉臺技術的主要發(fā)展方向就是提高精度及自動化水平，同時降低生產成本。轉臺技術的發(fā)展趨勢可歸結為以下幾點 ：
(1)簡化轉臺，降低轉臺多用性，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，從而提高轉臺的精度 ;
(3)應用計算機控制，提高自動化水平，利用計算機的準確性對誤差進行反饋和補償 ;
(4)使轉臺技術系列化，可以有效的減少成本和人員培訓的周期，縮短研發(fā)時間。
為了提高轉臺控制系統(tǒng)的精度，除了對轉臺本身元器件的精度研究提高，對于先進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)象對控制系統(tǒng)都會產生很大影響，因此需要使用數(shù)字控制系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的結構簡單，其精度不會受到噪聲、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臺控制方法 ：
(1)PID 控制，傳統(tǒng)的 PD 或 PID 控制不僅結構簡單、可靠性也很高以，同時具有良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點，但是只適合用于負載低、擾動小且非線性因素小的系統(tǒng)。
(2)復合控制，復合控制可大大提高系統(tǒng)的控制精度。
(3)自適應控制，適用于對象特性或擾動特性變化范圍較大，且性能指標要求較高的控制系統(tǒng)。
(4)智能控制，是控制理論發(fā)展的高級階段，主要用來解決那些傳統(tǒng)控制方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。無論使用哪種控制策略，都是為了讓轉臺控制系統(tǒng)達到更高的性能指標要去，最大程度的提高系統(tǒng)整體精度。所以，對轉臺這樣復雜的控制系統(tǒng)，通常都要結合多種控制方法來彌補單一控制方法的不足之處。
【參考文獻】
[1] 任倩倩 . 某三軸轉臺控制方法研究 [D]. 哈爾濱工業(yè)大學 ,2012.
[2] 傅楚楚 . 轉臺自校正 PID 控制系統(tǒng)設計 [D]. 哈爾濱工業(yè)大學 , 2009.
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[4] 馬國慶 . 高精度伺服轉臺關鍵技術研究 [D]. 哈爾濱工業(yè)大學 , 2010.
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