● 摘要
导引头性能评估是通过半物理仿真试验完成的。目标运动模拟器作为试验的重要部分,要求驱动元件准确的跟踪输入参考信号,从而带动装有回波信号发生器的负载做几种形式的运动,从而完成对雷达所跟踪的目标的动态模拟。其基本要求是精度高、动态特性好。本文在项目完成的基础上,进行了系统结构设计和控制系统软件设计以及系统建模仿真和实验验证。结构设计方面文章分析了两种驱动元件为基础的机械结构:永磁直线同步电机驱动和永磁同步电机-同步带结构。采用永磁同步电机同步带的设计方案相对成熟,电机经过减速器后连接在同步带系统主动轮上,同步带与主动轮和从动轮的啮合运动实现精密的位置控制。负载小车连接在同步带上沿着导轨运动。永磁直线同步电机直接将动子连接在沿轨道运动的负载小车上,定子铺在轨道的旁边,结构设计相对简单。磁栅尺作为反馈元件与导轨平行放置,磁头随着小车做往复运动。控制系统设计方面,从硬件方面为保证负载运行的平稳性,采用电机与电机控制器构成电流环,用运动控制卡和磁栅尺构成反馈系统来控制电机的位置,构成位置环。从软件方面进行了LabVIEW + RTX开发设计,从实时性和软件易用性的角度出发研究了实时控制系统的软件结构。控制系统设计方面不仅使其完成了几种常规的运动,如正弦、三角波、方波运动,更令其具有了模拟运动的功能,该功能可利用系统中心控制计算机通过CAN总线传来的控制信号完成任意轨迹的运动。仿真及实验研究方面,为了解直线电机本身的磁场特性以及其运动特性,进行了有限元法的分析;建立了永磁同步电机-同步带系统的数学模型,通过数学模型对控制系统进行仿真分析以验证控制系统设计的可行性;通过对永磁同步电机-同步带系统的实验分析来验证设计的正确性。
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