Dalam bidang navigasi inersia,simulasi sikap pesawat, manufaktur peralatan aerospace dan high-end, perangkat inersia (gyroscopes, accelerometers) dan sistem yang terdiri dari mereka (IMU,sistem navigasi inersia) adalah inti dari sensing gerak dan posisi. Kinerja mereka secara langsung menentukan akurasi dan keandalan dari seluruh sistem.Kalibrasi, dan menstandarisasi "pusat saraf" ini. Artikel ini akan membahas prinsip kerja inti dan indikator kinerja utama,menunjukkan pentingnya teknologinya di bidang pengujian canggih.

I. Prinsip Kerja Inti: Membangun referensi gerak "ideal"

Inti dari mesin putar uji inersia adalah untuk menyediakan lingkungan gerak rotasi derajat kebebasan tunggal yang diketahui, sangat akurat, dan dapat dikendalikan untuk perangkat inersia yang diuji.Realisasi teknologinya adalah puncak integrasi mekanika presisi, kontrol servo modern, dan sensing presisi tinggi.

1. Badan mekanik presisi: dasar fisik dari kinerja

Sistem poros presisi:High-endberbalikTabel umumnya menggunakan pasangan bantalan bola kontak sudutuntukmemenuhi persyaratanposisi aksial dan radial yang tepat, kekakuan tinggi dan akurasi rotasi tinggi.Ini adalah dasar fisik untuk mencapai stabilitas kecepatan ultra rendah dan posisi ultra tinggi Keakuratan.

Teknologi penggerak langsung: Teknologi ini menghilangkan komponen transmisi gigi tradisional dan gigi cacing, menggunakan torsi tinggi, motor multi-kutub untuk menggerakkan platform secara langsung.Keuntungannya termasuk nol reaksi, gelombang torsi rendah, dan respon dinamis yang tinggi, sepenuhnya menghilangkan efek nonlinear dari kesalahan transmisi dan fleksibilitas.

Struktur kekakuan tinggi dan deformasi rendah:Platform dan dasar terbuat dari bahan dengan koefisien ekspansi termal rendah dan desain penguatan simetris untuk memastikan deformasi geometris minimal di bawah beban dan suhu yang berbeda, sehingga menjaga stabilitas sistem poros.

2Sistem pengukuran sudut presisi tinggi: "mata" sistem

Komponen utamanya adalah encoder kisi sirkular presisi tinggi, dengan puluhan atau bahkan ratusan ribu garis.mencapai resolusi sub-arcsecond atau bahkan milliarcsecondHal ini mengukur posisi mutlak dari papan putar secara real time dan terus menerus, membentuk sumber umpan balik untuk kontrol loop tertutup sepenuhnya.Keakuratan langsung menentukan referensi posisi sistem.

3Sistem kontrol servo berkinerja tinggi: "otak" dan "saraf" sistem

Ini adalah sistem kontrol loop tertutup real-time berdasarkan prosesor sinyal digital berkecepatan tinggi (DSP / FPGA).dan ayunan sinus) dari komputer host, membandingkannya dengan nilai aktual dari umpan balik kisi, dan menghitung dan output kontrol kuantitas secara real time menggunakan algoritma kontrol canggih (seperti adaptif PID,Kompensasi feedforward, pengamat gangguan, dan penyaringan notch).

Kompensasi umpan balik ke depan: Pra-kompensasi untuk inersia dan gesekan yang diketahui dari sistem, meningkatkan akurasi pelacakan dinamis.

Filter notch: dengan tepat menekan puncak resonansi mekanik, memastikan stabilitas sistem di bawah bandwidth tinggi.

Sinyal kontrol diperkuat oleh servo driver kinerja tinggi dan tepat menggerakkan torsi motor, membentuk loop tertutup yang tepat dari "komando-kontrol-drive-eksekusi-feedback-koreksi", sehingga mencapai gerakan halus dan tepat dari kecepatan ultra rendah ke kecepatan tinggi.

II. Analisis Indikator Kinerja Kunci: Menentukan Batas Kemampuan Uji

Mengevaluasi kualitas mesin putar uji inersia sumbu tunggal membutuhkan pertimbangan dari berbagai dimensi, termasuk kemampuan adaptasi statis, dinamis, dan lingkungan.Indikator berikut adalah kriteria utama untuk pemilihan insinyur dan juga mewakili batas teknologi produsen.

1Indikator akurasi statis: Diukur dengan standar "statis".

Keakuratan penentuan posisi: Penyimpangan maksimum antara posisi perintah dan posisi pemberhentian yang sebenarnya (unit: busur detik ").dan kontrol kesalahan keadaan stabil, dan adalah akurasi "pemerintah absolut" dari turntable.

Resolusi posisi: Inkremen sudut terkecil yang dapat dikenali atau dieksekusi oleh sistem kontrol.Ini menentukan batas bawah kelancaran gerakan dan biasanya lebih tinggi dari akurasi penentuan posisi (e.g, akurasi penentuan posisi2′′ dapat memiliki resolusi 0.36′′)).

Kesalahan rotasi poros: Ini termasuk aliran radial / aksial, mengacu pada gerakan yang tidak ideal dari sumbu rotasi di ruang.yang penting untuk memastikan permukaan meja tetap stabil.

2Indikator kinerja dinamis: pengujian karakter "gerakan".

Jangkauan kecepatan sudut dan stabilitas: Ini adalah indikator yang paling kritis dan menantang secara teknis.

Jangkauan: Ini perlu mencakup kisaran ekstrim daridi bawahkecepatan rotasi bumi (0.001°/s) ke kecepatan tinggi manuver laju (± 10000 °/s).

Stabilitas laju: Selama operasi kecepatan konstan, fluktuasi laju instan relatif terhadap laju rata-rata biasanya dinyatakan sebagai nilai relatif (misalnya, 1 × 10−6). It directly determines the "purity" of the injected angular rate in gyroscope calibration testing and is the ultimate indicator of the turntable servo system's ability to suppress torque fluctuations and frictional disturbances.

Akselerasi sudut dan bandwidth sistem:

Akselerasi sudut maksimum: ditentukan oleh torsi puncak motor dan inersia total sistem, yang mempengaruhi kemampuan manuver dinamis tinggi simulasi.

Servo bandwidth: Batas atas frekuensi (unit: Hz) di mana turntable dapat dengan akurat mereproduksi perintah gerakan sinusoid.Bandwidth tinggi berarti bahwa hal itu dapat lebih realistis mensimulasikan frekuensi tinggi attitude jitter dari pesawat, yang merupakan prasyarat untuk menguji karakteristik respon dinamis perangkat.

3Indikator beban dan fleksibilitas

Kesesuaian kapasitas beban dan inersia: Tidak cukup hanya fokus pada kapasitas beban maksimum; tingkat pencocokan antara inersia beban dan inersia rotor turntable sangat penting.Pertandingan yang tepat adalah kunci untuk memastikan bahwa kinerja dinamis tidak memburuk.

Interface sinkronisasi dan komunikasi: Supports PPS (pulse per second) hardware synchronization and high-bandwidth real-time industrial Ethernet (such as EtherCAT) to ensure accurate synchronization between the turntable movement and the timestamp of the external data acquisition systemIni adalah dasar untuk melakukan percobaan yang kompleks seperti navigasi terintegrasi dan pengujian multi-sumbu.

Ringkasan: Pemilihan Teknologi dan Realisasi Nilai

Memilih mesin putar uji inersia tidak hanya tentang mengejar nilai tertinggi untuk satu indikator,tapi tentang membuat pencocokan yang tepat berdasarkan karakteristik perangkat yang sedang diuji (seperti giroskop serat optik, MEMS IMU, dan gyroscope laser) dan tugas pengujian (kalibrasi bias nol, pengujian faktor skala, dan simulasi lingkungan dinamis).

Pengujian gyroscopes laser / gyroscopes serat optik presisi tinggi membutuhkan pencarian stabilitas yang ekstrim pada kecepatan ultra-rendah dan getaran sudut yang sangat rendah.

Saat menguji IMU atau pencari MEMS kelas taktis, bandwidth tinggi, akselerasi tinggi, dan kemampuan untuk mereproduksi lintasan gerak yang kompleks lebih penting.

Sebagai peralatan metrologi dan pengujian kunci di hulu rantai industri teknologi inersia,Kinerja mesin putar pengujian inersia secara langsung mempengaruhi pembentukan dan kemampuan verifikasi batas keakuratan perangkat hilir. Ini bukan hanya peralatan dingin, tetapi juga "pengrajin" dan "penjaga gerbang" yang mempromosikan kemajuan teknologi inersia dan memastikan akurasi peralatan high-end negara.

Jiujiang Ruya Precision Technology Co., Ltd.mengkhususkan diri dalam mesin putar uji inersia presisi tinggi, berkomitmen untuk menyediakan pengguna dengan solusi komprehensif mulai dari standar satu-sumbu untuk sistem multi-sumbu yang kompleks.yang ditandai dengan presisi tingkat atas, keandalan yang unggul, dan arsitektur sistem terbuka, melayani banyak laboratorium kunci nasional dan perusahaan industri terkemuka, menjadikan kami mitra yang dapat diandalkan untuk teknologi pengujian inersia.