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使用维护手册20101008ET406A
多自由度运动系统
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哈尔滨工业大学
1系统简介
多自由度运动系统主要用于考核与测试某激光雷达跟踪目标的性能,由电源柜、控制机柜、高速轨道及电动车、二维转动架、低速轨道及电动车和二轴转台组成,如图1所示。
图1 系统组成图
高速轨道电动车上安装二维转动架,二维转动架上安装光学目标,二维转动架通过手动控制的方式形成二维姿态角,高速电动车在接收到控制系统(远控或本机)的控制指令后,进行指令规划完成目标的定位、匀速、加减速运动;低速轨道电动车上安装有两轴精密校准转台,转台上安装激光雷达,由转台完成激光雷达的角姿态模拟和运动,低速轨道电动车带动双轴转台及激光雷达实现激光雷达的直线位置和速度模拟。高速轨道电动车提供目标的直线运动,低速轨道电动车提供激光雷达的直线运动,二轴转台提供激光雷达的俯仰和方位姿态角运动。高速轨道电动车的驱动、控制系统全部集中在高速轨道的小车上,采用一台PC104计算机单独进行控制,低速轨道电动车和二轴转台采用一台工控机进行集中控制,且该工控机作为高速轨道电动车控制系统的上位机,与高速轨道电动车控制计算机之间采用无线网络进行通讯。二轴转台上安装有低速电动车的驱动电机、减速器、二轴转台的驱动电机和测角元件。控制机柜为系统控制中枢,内部安装有主控计算机、显示器、低速轨道和二轴转台的电机驱动控制器、输入滤波器、输出滤波器、交流接触器、隔离变压器、制动电阻和逻辑控制电路,主控计算机用于完成系统的逻辑控制并控制高速电动车、低速电动车和二轴转台按照希望轨迹运动,内部包含测角电路、伺服控制算法和DA转换器件。电源柜将三相380V交流电源经过降压整流变换为300V直流电,并给高速电动车系统供电。
本系统经过安装调试后达到的性能指标如下表所示。
表1 系统达到的主要技术指标
项目
指标要求
测试结果
高速轨道
台面尺寸
F500mm
有效负载
高速状态:不小于30kg
低速状态:不小于50kg,速度不低于1m/s
(包括安装支架)
行程
160m
运动方向
可往返
可往返
速度范围
~10m/s
线位移测量精度
10m以内优于1mm,10m以上优于10mm
速度测量精度

轨道直线度
20mm/m,全长累计不超过5mm
与低速轨道的不垂直度
不大于20²
轨道各处不水平度
不大于20²
低速轨道
有效负载
³100kg(包括过渡夹具,不含转台及测试件)
总长
20m
运动方向
可往返
可往返
速度范围
~1m/s
线位移测量精度
优于1mm
速度测量精度

轨道直线度
20mm/m,全长累计不超过2mm
与高速轨道的不垂直度
不大于20²
轨道各处不水平度
不大于20²
二轴转台
工作范围
方位:-120°~120°
俯仰:-90°~90°
最大工作角速度
10°/s
°/s
最大角加速度
20°/s2
°/s2
位置精度
°/²
²
角度变化率精度
°/s
两轴不垂直度
小于20²
两轴不相交度

最小工作角速度

°/s