本发明属于惯性导航工艺装备技术领域,具体涉及一种旋转机构控制装置。
背景技术:
在提升惯性器件的精度所付出代价越来越大的情况下,采用误差自补偿技术来提高惯性导航系统的定位精度,是惯性技术发展的一个主要方向。
单轴旋转的惯性测量组件在旋转机构的控制下绕方位轴进行交替往复运动,导航软件在交替往复运动和载体实际运动同时作用下完成导航解算,并通过旋转解调,在输出导航信息中去掉交替往复转位运动,得到载体实际运动信息,用于载体的控制。
使用单轴旋转调制技术设计的捷联惯导,其两个处于垂直方向的陀螺处于往复旋转状态,从而使两个陀螺引起的北向和东向的陀螺漂移在旋转调制下的均值为零,使因陀螺漂移引起的姿态误差变为周期性的误差,大大减小了未旋转的捷联惯导原本随时间快速增长的姿态误差角,从而有效地提高导航精度。
目前的单轴旋转机构存在着电磁兼容性差、功耗大等问题,因此亟需针对惯导系统研发出一种单轴旋转机构控制装置来解决这些问题。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种旋转机构控制装置,从而解决传统的电磁兼容性差、功耗大的问题。
为了实现这一目的,本发明采取的技术方案是:
一种旋转机构控制装置,应用于惯性导航系统,包括壳体,旋转组件和控制 电路组件;
(1)壳体由金属材料制成,保护腔室内部装置不受电磁干扰和外界应力的影响;其内部装置包括旋转组件、控制电路组件和惯导系统中的惯性测量单元;
(2)旋转组件安装在壳体内,包括机械结构、直流电机、导电滑环、光电编码器;
其中,机械结构是旋转机构的主体部分,采用上下两端的双端支撑结构;旋转支架为旋转机构的内环,机械结构的基座与旋转支架固联,形成旋转机构的外环;外环两端分别与直流电机的定子和光电编码器的定子相连,内环两端分别与直流电机的转子和光电编码器的转子相连;
直流电机在控制电路组件的作用下,驱动旋转组件带动惯导系统中的惯性测量单元沿壳体中心轴线周期性地转动;
导电滑环分为定子和转子,导电滑环的转子与内环的电气连线连接,导电滑环的定子与外环的电气连线连接;
光电编码器用于旋转机构角度测量,以中断方式响应差分同步信号的下降沿,触发角度采样,然后通过串口输出角度数据给控制电路组件;
(3)控制电路组件安装在壳体内,旋转机构外环上方的位置;
控制电路组件实现如下功能:控制完成采集光电编码器的角度数据,实现对直流电机的驱动,实现与惯导系统中的惯性测量单元的通讯。
进一步的,如上所述的一种旋转机构控制装置中:壳体由铝合金制成。
进一步的,如上所述的一种旋转机构控制装置中:旋转机构控制装置采用增量式速度pid闭环控制。
本发明技术方案的有益效果在于:旋转机构控制装置实现了对旋转组件的旋转速度与位置控制功能,克服了大体积大功耗问题,对旋转机构的运动特性 有明显改善。
附图说明
图1为旋转机构控制装置的结构示意图。
图中:1壳体,2旋转组件机械结构,3控制电路组件,4直流电机,5光电编码器,6导电滑环。
具体实施方式
下面通过附图和具体实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明。
如图1所示,本发明一种旋转机构控制装置,应用于惯性导航系统,包括壳体,旋转组件和控制电路组件;
(1)壳体由金属材料制成,保护腔室内部装置不受电磁干扰和外界应力的影响;具体为铝合金;其内部装置包括旋转组件、控制电路组件和惯导系统中的惯性测量单元;
(2)旋转组件安装在壳体内,包括机械结构、直流电机、导电滑环、光电编码器;
其中,机械结构是旋转机构的主体部分,采用上下两端的双端支撑结构;旋转支架为旋转机构的内环,机械结构的基座与旋转支架固联,形成旋转机构的外环;外环两端分别与直流电机的定子和光电编码器的定子相连,内环两端分别与直流电机的转子和光电编码器的转子相连;
直流电机在控制电路组件的作用下,驱动旋转组件带动惯导系统中的惯性测量单元沿壳体中心轴线周期性地转动;
导电滑环分为定子和转子,导电滑环的转子与内环的电气连线连接,导电滑环的定子与外环的电气连线连接;
光电编码器用于旋转机构角度测量,以中断方式响应差分同步信号的下降 沿,触发角度采样,然后通过串口输出角度数据给控制电路组件;
(3)控制电路组件安装在壳体内,旋转机构外环上方的位置;
控制电路组件实现如下功能:控制完成采集光电编码器的角度数据,实现对直流电机的驱动,实现与惯导系统中的惯性测量单元的通讯。
上述旋转机构控制装置采用增量式速度pid闭环控制,通过调节pid参数并进行调试,使得系统的快速性和稳定性得到改善。