高频大推力动态测试摇摆台及其测试方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种高频大推力动态测试摇摆台及其测试方法，所述高频大推力动态测试摇摆台包括转轴、转盘和液压驱动机构，液压驱动机构由液压泵、数字液压阀、数字液压缸以及对应油路组成。本发明专利技术可采用现有的数字高压液压控制技术来驱动数字液压缸提供非整圆周摇摆运动，结构简单，实现了大负载、高频率、高精度的技术效果。高精度的技术效果。高精度的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
高频大推力动态测试摇摆台及其测试方法


[0001]本专利技术涉及惯性导航系统测试
，尤其涉及一种高频大推力动态测试摇摆台及其测试方法。

技术介绍

[0002]惯性导航系统（Inertia Navigation System，INS）是导弹、舰船、飞机、战车等移动载体运动信息最主要的来源，是先进移动武器系统必不可少的传感器，具有精度高、量程大、响应快、不受外界干扰等特点。为了能够正常工作，INS需要在使用前通过精确的运动激励，测试标定出其性能指标，标定试验主要分为静态测试和动态测试。常见的静态测试方法有：平板标定、速率转台施加匀速转动、分度头重力场标定等；常见的动态测试方法有：随机振动、离心机、火箭撬等。静态测试主要用于INS工具误差参数标定和误差模型的建立。由于受到设备、场地、精度、带宽等限制，目前INS大多只做静态测试，缺乏能够在实验室使用的动态测试试验手段和设备，因此利用新型技术手段，研发出能够在实验室使用且使用成本比较低的动态测试设备，对惯性导航领域的发展至关重要。
[0003]在INS动态指标体系中，系统带宽是一个非常重要的指标。带宽代表了运动载体的机动性能，表征了INS能够敏感的运动参数的最快变化速度，是INS的核心指标之一。对INS和惯性仪表来说，带宽的标准测试设备是摇摆台。该设备使用时，要求摇摆台带动INS或惯性仪表以正弦规律高速摆动，其摆动频率最高达到几百赫兹以上。由于摇摆台的电动机转子、转台台面转动惯量本身就比较大，再加上INS本体重量，整个回转系统的转动惯量就会更大，因此目前摇摆台的高频带负载能力都比较弱，负载重量一般在几百克以内（与外形或转动惯量有关），实际使用时仅仅能够满足测试单个陀螺带宽要求。在工程实践中，由于缺乏试验手段和设备，INS整机级带宽测试往往采用单表测试结果或电信号等效激励等方法得到，不能全面验证INS产品是否能够满足载体运动特性要求。随着激光陀螺、光纤陀螺、MEMS陀螺等新型惯性器件的大量应用，INS的动态性能大幅提升，这些新型惯性器件相应地对其动态测试设备性能也提出了更高的要求。因此，研发一种大负载、高频率INS动态测试摇摆台，实现INS整机带宽测试对惯性领域具有重要意义。
[0004]通过专利和文献检索，摇摆台在INS测试和带宽测试方面已经有大量应用，例如：申请号200710066969.9 ，专利技术名称为“光纤陀螺带宽测评系统”的专利，采用摇摆台只能给单个陀螺施加正弦摇摆激励，并通过光电转换和数字低通滤波的方式得到陀螺带宽。该专利只是使用现有摇摆台，并没有提出对摇摆台的改进和权利要求，其测试带宽受制于摇摆台的负载和带宽；申请号201410216924.5 基于六自由度摇摆台的动中通天线跟踪性能检测方法，采用六个直线电机实现了一种六自由度摇摆台，可以在航行、横滚、俯仰三个方向往复转动，以及在纵向、横向、升降三个方向上的往复平动，定量模拟各种载体的运动状态。其负载可以达到120kg，但频率最高只能达到20Hz，无法满足100Hz以上的高动态惯性导航系统带宽测试要求；申请号201410750750726.7 ，专利技术名称为“一种红外制导导弹测试设备及其测试方法”的专利，描述了一种导弹测试方法，采用摇摆台带动导弹做正弦摇摆
运动幅度为4
°
和1
°
，摇摆频率仅为1Hz，与本专利大负载高带宽目标不同。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高频大推力动态测试摇摆台及其测试方法，以实现大负载、高频率的测试需求。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种高频大推力动态测试摇摆台，由转轴和转盘组成，所述高频大推力动态测试摇摆台还包括驱动摇摆台运动的液压驱动机构。
[0007]进一步地，液压驱动机构由液压泵、数字液压阀、数字液压缸、油路组成。
[0008]进一步地，所述高频大推力动态测试摇摆台还包括下位机以及上位机控制台，下位机采用PLC或嵌入式控制系统完成对数字液压阀的闭环伺服控制，上位机控制台采集用户设定的摇摆幅度、摇摆频率、初始相位、负载重量、摇摆运动时间、选择内同步还是外同步、同步信号频率、同步锁存时机、同步补偿相位角参数信息，通过通信电缆将信息下达到下位机。
[0009]进一步地，所述摇摆台的转轴上固联角度传感器，角度传感器接收上位机控制台发来的同步锁存频率信号，从而锁存摇摆台角度传感器的实时角度测量结果，用于时间同步或相位补偿。
[0010]进一步地，上位机控制台包含内同步和外同步两者同步方式，其中，内同步是指由上位机控制台产生同步信号，同时输出给摇摆台角度传感器和惯性导航系统；外同步是惯性导航系统产生同步信号，同时输出给上位机控制台和摇摆台角度传感器。
[0011]进一步地，上位机控制台根据同步信号设置参数，采集摇摆台角度传感器数据，并将该数据和惯性导航系统输出数据对比，得到惯性导航系统的带宽、幅频特性、相频特性、谐振峰值、谐振频率参数。
[0012]进一步地，所述摇摆台为单轴摇摆台或双轴摇摆台或三轴摇摆台。
[0013]相应地，本专利技术实施例还提供了一种高频大推力动态测试摇摆台的测试方法，包括：步骤1：将待测的IMU安装在高频大推力动态测试摇摆台的转盘上，其中，IMU的被测轴与转轴平行；步骤2：对待测的IMU进行上电预热；步骤3：设定高频大推力动态测试摇摆台的摇摆参数与时间同步源，根据设定启动高频大推力动态测试摇摆台；步骤4：记录高频大推力动态测试摇摆台输出的摇摆频率和摇摆幅度数据，同时记录待测的IMU的陀螺和加速度计输出的信号；步骤5：对记录的数据和信号进行处理，并根据处理结果计算IMU的频域特征参数。
[0014]相应地，本专利技术实施例还提供了一种高频大推力动态测试摇摆台的测试方法，包括：步骤1：将待测的INS安装在高频大推力动态测试摇摆台的转盘上，其中，INS的被测轴与转轴平行；步骤2：对待测的INS进行上电预热；
步骤3：设定高频大推力动态测试摇摆台的摇摆参数与时间同步源，INS初始对准，根据设定启动高频大推力动态测试摇摆台；步骤4：记录高频大推力动态测试摇摆台输出的摇摆频率和摇摆幅度数据，同时记录待测的INS输出角速度、线速度以及姿态、位移信号；步骤5：对记录的数据和信号进行处理，并根据处理结果计算INS的频域特征参数。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术可采用现有的数字高压液压控制技术来驱动数字液压缸提供非整圆周摇摆运动，结构简单，实现了大负载、高频率、高精度、低成本的技术效果。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例1的高频大推力动态测试摇摆台的结构示意图。
[0017]图2是本专利技术实施例2的高频大推力动态测试摇摆台的结构示意图。
[0018]图3是本专利技术实施例3的高频大推力动态测试摇摆台的结构示意图。
[0019]图4是本专利技术实施例4的高频大推力动态测试摇摆台的结构示意图。
[0020]图5是本专利技术实施例3的高频大推力动态测试摇摆台的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频大推力动态测试摇摆台，由转轴和转盘组成，其特征在于，所述摇摆台还包括驱动摇摆台运动的液压驱动机构。2.如权利要求1所述的高频大推力动态测试摇摆台，其特征在于，液压驱动机构由液压泵、数字液压阀、数字液压缸、油路组成。3.如权利要求1、2中任一项所述的高频大推力动态测试摇摆台，其特征在于，所述高频大推力动态测试摇摆台还包括下位机以及上位机控制台，下位机采用PLC或嵌入式控制系统完成对数字液压阀的闭环伺服控制，上位机控制台采集用户设定的摇摆幅度、摇摆频率、初始相位、负载重量、摇摆运动时间、选择内同步还是外同步、同步信号频率、同步锁存时机、同步补偿相位角参数信息，通过通信电缆将信息下达到下位机。4.如权利要求1、2中任一项所述的高频大推力动态测试摇摆台，其特征在于，所述摇摆台的转轴上固联角度传感器，角度传感器接收上位机控制台发来的同步锁存频率信号，从而锁存摇摆台角度传感器的实时角度测量结果，用于时间同步或相位补偿。5.如权利要求4所述的高频大推力动态测试摇摆台，其特征在于，上位机控制台包含内同步和外同步两者同步方式，其中，内同步是指由上位机控制台产生同步信号，同时输出给摇摆台角度传感器和惯性导航系统；外同步是惯性导航系统产生同步信号，同时输出给上位机控制台和摇摆台角度传感器。6.如权利要求5所述的高频大推力动态测试摇摆台，其特征在于，上位机控制台根据同步信号设置参数，采集摇摆台角度传感器数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汉舟，
申请(专利权)人：深圳奥斯诺导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：