电动舵机传动间隙精确测量系统设计与应用

采用位移传感器、电控平移台、气动滑台、微型压式传感器等并结合数字信号处理器的方案,设计了一种自动化集成测试系统,实现了对电动舵机传动间隙的精确测量.根据测量原理,采用两个高精度位移传感器进行测量方法的优化设计,避免由于扭矩输入产生径向窜动量造成测量精度误差;通过电控平移台和弹簧实现平稳施力,避免瞬间干扰力矩对产品和测试造成损害.实验结果表明,系统角度测量精度达到0.125′、角度分辨率达到0.75″,并且测试的重复性和可靠性显著提高,满足对电动舵机传动间隙较高精度的测量需求.     

数字化舵机频率特性测试方法与实现

为了提高数字舵机频率特性测试的效率,并节省专用测试设备的购置费,提出了一种基于线性调频Chirp信号的频率特性测试方法.该方法充分利用舵机系统现有的硬件资源,通过增加软件扫频程序,实现频率特性的自动测试.搭建测试验证环境对测试准确性进行了验证.结果表明软件扫频法具有与频响分析仪相同的测试精度,适合数字舵机频率特性的快速测试.     

采用MSP430的舵机控制系统设计及实现

航空电动舵机是飞行器控制系统的关键组成部分,为航空舵机设计高性能的控制器具有重要意义;针对航空舵机,设计并实现了一种采用MSP430单片机的稀土永磁无刷直流电机的舵机控制系统;提出系统的复合伺服控制策略并设计了控制系统结构;设计硬件与软件系统实现复合伺服控制并进行随动实验测试,实验结果显示系统跟踪误差小,无超调量和静态误差,表明系统具有很好的稳态和动态特性,控制效果良好。     

舵机自动测试系统的设计与实现

为更灵活准确的测试舵机性能和寿命,研制了基于工控机、力矩加载器、力矩传感器、角度传感器的舵机性能和寿命自动测试系统。测试系统采用NI公司生产的便携式一体化PXI机箱和高精度多功能采集卡,在测试过程中实时监测采集舵机控制器的电压电流和舵机位置信号;采用Lab VIEW编程平台开发了相应的测试软件,设计了友好的人机交互界面,实现了舵机产品的参数测量及合格性判断。通过实验比对新旧测试系统对同一舵机产品测试数据,证明新测试系统测试精度和测试效率都更高。     

一种改进的电动舵机加载工作效率测试方法

针对现有电动舵机加载效率测试系统工作效率测量精度差的问题,提出了一种加载工作效率测试的改进方法;在由转矩转速传感器、磁粉制动器、电压/电流探头和四通道示波器构成的舵机加载效率测试系统中,增加转速测量仪进行输出转速的测量,放弃使用转矩转速传感器的输出信号解算舵机输出转速,克服了由于示波器存储深度不足和传感器增速电机转速测量偏差导致的舵机输出转速测量不准确;测试结果表明,该改进方法能够准确测量舵机低速旋转时的转速,将转速的测量精度提高到0.01r/min,极大地改善了电动舵机加载效率测试系统的测量精度和测量重复性.     

舵机综合性能测试平台的系统实现

舵机是导弹控制系统的重要执行机构,为实现对空空导弹用各种舵机空载和加载性能的测试.建立了一个通用化的舵机综合性能测试平台;系统借助通用化测试仪器,通过局域网和GPIB总线,结合VMIC内存反射网,进行多个测试单元的同步测试,采用根据预先设定的任意载荷谱,进行舵机非线性旋转加载和直线横向力加载的电动加载方式,准确快速完成各种舵机综合性能测试;具有测试精度高、覆盖性广、通用性强、易扩展升级和全程自动化测试的特点,为舵机的性能研究和设计改进提供了一个良好和完整的测试环境.     

冲压式舵机动态特性测试系统的研制

为了在实验室条件下模拟冲压式舵机的舵面在空中所受的气动载荷,实现舵机系统动态性能指标的综合检测,设计了基于PXI总线的舵机动态测试系统,工作过程中对舵偏角信号、工作电流信号、扭矩信号进行实时采集、显示,并配合测试流程完成对舵机动态性能的测试。设计中重点考虑了定刚度加载系统的小扭矩加载精度、小转动惯量以及同轴度问题。实验结果表明,该测试系统测试精度高、使用维护方便,满足要求。     

电动伺服加载系统双回路控制方法研究

在飞行器舵机测试研究中,衡量负载模拟器系统性能的关键指标是多余力矩的抑制,电动负载模拟器被用于研究仿真飞行器飞行过程中舵机承受的铰链力矩,是舵机测试和半实物仿真的关键设备之一,针对电动负载模拟器在启动过程、正常运行和换向过程中多余力矩产生的机理,为提高负载模拟器在小梯度下的加载精度,提出采用双回路控制方案来减小多余力矩,基于双同路控制系统数学模型进行了仿真实验,仿真结果表明在不同的加载梯度、舵机运动频率和幅度下,双回路控制均实现了良好的控制结果,从而验证了方法的有效性.     

可连续旋转电动舵机系统的加载效率测试方法

加载效率是衡量舵机性能好坏的重要指标,因此需要进行舵机加载效率的测量.以磁粉制动器为负载,利用转矩转速传感器获取电动舵机的输出功率,电压探头和电流探头获取电动舵机的输入功率,由四通道示波器进行输入/输出同步测量,即可根据效率计算的基本原理计算得到舵机加载效率.实际测试结果表明,该系统能够准确测量舵机在不同加载转矩下的效...     

基于LabWindows/CVI的导弹舵机测控系统设计

舵机是导弹控制系统的重要执行机构,为实现对电动及气动多种型号导弹舵机性能的测试,设计开发了一种基于LabWindows/CVI虚拟仪器的测控系统。介绍了该测控系统硬件组成和软件结构流程,软件设计过程中充分利用多线程、数据库等技术,准确快速完成舵机自动化性能测试。应用结果表明:该舵机测控系统工作稳定,测试精度和自动化程度高,满足舵机试验测试精度和技术指标要求,为舵机的性能研究和维修维护提供了良好的测试环境。     

平流层气球吊篮及姿态控制系统设计

平流层气球测量测试与通信技术目前在国际上处于研究热点状态,平流层气球与卫星及其它空间飞行器相比,具有成本低、寿命长、风险小等优点,在一定程度可取代成本高昂的卫星和空间飞行器,用于通信领域和空间科学研究领域,具有十分广阔的应用前景。本文结合平流层空气球吊篮及姿态控制系统的研制,对球载控制系统与地面中心站及各节点机组成的异构分布式系统数据通信网络以及监测系统软件的设计方法进行了介绍,并陈述了在LabWindows/CVI开发环境下开发测控应用程序所须注意的问题。     

作动器伺服控制系统通用平台设计

针对多种类型作动器的伺服控制系统,分析其系统结构,设计出一种基于实时系统的柔性通用设计平台,该平台可快速实现EHV、DDV式作动器、EHA以及电动作动器的伺服控制,以及作动器各项参数的自动测试,为作动器伺服控制律调试以及作动器自身参数测试提供了一种有效途径.     

软体仿蛙游动机器人关节式气动致动器研制

为实现仿蛙游动机器人的微小型化,增强其环境适应能力,结合软体材料的优势特点和青蛙划动推进的游动方式,提出了一种关节式气动软体致动器,该致动器在满足软体仿蛙机器人游动过程中的运动性能和力学性能的同时,使得其肢体结构更加紧凑、轻量．利用Yeoh本构模型和虚功原理,结合关节式气动软体致动器的几何参数,建立了致动器的形变分析模型．进而,在致动器总体尺寸受约束的情况下,以一定弯曲角度下致动器输出恢复力矩最大为目标,确定了致动器的具体结构参数．融合3D打印、模塑成型等加工工艺方法,加工制备了关节式气动软体致动器,并通过对比分析,确定了采用纤维线限制致动器径向凸起效应时纤维线的绕线形式和绕线密度．最后经过实验测试分析,该致动器质量约7.5 g,可实现由180°弯曲状态至伸直状态的形态变化,并且在弯曲角度一定时通过调整充入气压的大小可以匹配一定范围内不同大小的负载力矩,从而验证了针对软体仿蛙游动机器人设计的关节式气动软体致动器的可行性．     

航空发动机轴承试验机测控系统的设计

为了分析新型材料航空发动机轴承的失效原因并提高轴承的使用寿命和可靠性,研制了一台能够模拟航空发动机工况的轴承疲劳试验机,设计了基于西门子S7-1500PLC的远程测控系统.测控系统通过PLC控制模块、驱动器和变频器等,实现了动力系统、润滑系统和加载系统的控制和试验载荷谱线的自动运行.试验主参数信号通过高速高性能模拟量A/D模块进行采集,并通过以太网传输至上位机.上位机软件对数据进行实时处理、存储和绘制曲线.通过试验验证,所设计的轴承试验机测控系统设计合理、运行可靠,为航空发动机轴承寿命研究和性能试验提供了基础平台和数据支撑.     

基于虚拟仪器技术的力矩器特性测试仪

力矩器是光盘系统中的核心组件,其动态性能直接决定着光学头读写光盘的质量。本文基于力矩器低频段内特性参数的在线测试要求,提出了基于虚拟仪器技术的力矩器特性测试仪技术方案,完成了测试仪整体方案设计、硬件平台的搭建以及软件系统的应用开发。     

Numerical characterization and experimental verification of an in-plane MEMS-actuator with thin-film aluminum heater

In this paper, a novel concept of a thermo-mechanical MEMS actuator using aluminum thin-film heaters on a thermal oxide for electrical insulation is presented. The actuator is part of an universal tensile testing platform for thermo-mechanical material characterization of one dimensional materials on a micro- and nano-scopic scale under different environmental conditions, as varying temperatures, pressure, moisture or even vacuum and is realised in BDRIE technology. It is shown, that the actuator concept fulfills the requirements for the use in a tensile loading stage along with heterogeneously integrated nanofunctional elements, following a specimen centered approach in line with bottom-up self-assembly processes. Simulation and experiment agree very well in the thermal and mechanical domain and allow subsequent optimisation of the actuator performance.     

智能拉绳疲劳试验机的研制

拉绳自动回收装置被广泛应用于家用电器产品中,为了保证自动回收装置的质量和使用寿命,要求该类产品在出厂前必须做拉绳疲劳试验。这里介绍了基于PLC控制的拉绳疲劳试验机的设计思路和工作原理及该设备的系统组成、软硬件设计方案。其中,硬件部分包括机械结构、气动、控制电路、变频器以及气动执行机构的控制方式等方面的设计。该试验设备可广泛应用于电器产品的拉绳疲劳寿命试验,智能化程度高,通用性较强。     

机电作动器悬架硬件在环仿真测试平台研究

为了提高汽车的平顺性,提出一种机电作动器悬架,设计了机电作动器悬架硬件在环仿真测试平台。建立基于机电作动器的主动悬架数学模型与仿真模型,以嵌入式系统单片机为主处理器设计机电作动器悬架的控制器;在此基础上,以dSPACE为模型运行载体搭建机电作动器悬架硬件在环仿真测试平台;利用该测试平台进行了仿真试验。结果表明所研究的硬件在环仿真测试平台具备较好的硬件在环仿真功能,能够对机电作动器悬架性能、主动悬架控制算法进行验证与评价。