Nel campo della navigazione inerziale,simulazione dell'atteggiamento dell'aeromobile, aerospaziale e di produzione di attrezzature di alta gamma, dispositivi inerziali (giroscopi, accelerometri) e i sistemi che li compongono (IMU,I sistemi di navigazione inerziale sono il nucleo del rilevamento del movimento e della posizione.. Le loro prestazioni determinano direttamente l'accuratezza e l'affidabilità dell'intero sistema.calibrazione, e standardizzare questi "centri nervosi". Questo articolo approfondirà i suoi principi fondamentali di funzionamento e i principali indicatori di performance,dimostrare la sua rilevanza tecnologica nei campi di prova all'avanguardia.

I. Principio fondamentale di lavoro: costruzione di un riferimento di movimento "ideale"

L'essenza di un giradischi di prova inerziale è di fornire un ambiente di movimento di rotazione a grado di libertà singolo noto, altamente preciso e controllabile per il dispositivo inerziale sottoposto a prova.La sua realizzazione tecnologica è il culmine dell'integrazione della meccanica di precisione, un moderno servocontrollo e sensori ad alta precisione.

1. corpo meccanico di precisione: il fondamento fisico delle prestazioni

Sistema di asse di precisione:Di fascia altagirarele tavole utilizzano generalmente cuscinetti a sfera a contatto angolare accoppiatiasoddisfare i requisiti diposizionamento assiale e radiale di precisione, alta rigidità e alta precisione di rotazione.Questa è la base fisica per raggiungere la stabilità a velocità ultra-basse e la posizione ultra-alta precisione.

Tecnologia di azionamento diretto: questa tecnologia elimina i tradizionali componenti di trasmissione dell'ingranaggio e dell'ingranaggio a vermi, utilizzando un motore multipolare ad alta coppia per azionare direttamente la piattaforma.I suoi vantaggi includono zero reazioni negative, basso rivolgimento della coppia e elevata risposta dinamica, eliminando completamente gli effetti non lineari degli errori di trasmissione e della flessibilità.

Struttura ad alta rigidità e bassa deformazione:La piattaforma e la base sono realizzate in materiali con basso coefficiente di espansione termica e design di rinforzo simmetrico per garantire una minima deformazione geometrica sotto diversi carichi e temperature, mantenendo così la stabilità del sistema dell'albero.

2Sistema di misurazione angolare ad alta precisione: gli "occhi" del sistema

Il componente principale è un codificatore a griglia circolare ad altissima precisione, con decine o addirittura centinaia di migliaia di linee.raggiunge una risoluzione inferiore a un secondo d'arco o addirittura superiore a un miliarco di secondoMisura la posizione assoluta del giradischi in tempo reale e continuamente, formando la fonte di feedback per il controllo a circuito completamente chiuso.La sua precisione determina direttamente il riferimento di posizionamento del sistema.

3Sistema di controllo servo ad alte prestazioni: "cervello" e "nervi" del sistema

Si tratta di un sistema di controllo a circuito chiuso in tempo reale basato su un processore di segnali digitali ad alta velocità (DSP/FPGA).e oscillazione sinusoidale) dal computer host, li confronta con i valori effettivi ottenuti dal feedback della griglia, calcola e emette le quantità di controllo in tempo reale utilizzando algoritmi di controllo avanzati (come il PID adattivo,compensazione di feedforward, osservatore di disturbi e filtraggio a tacca).

Compensazione del feedback: precompensa l'inerzia e l'attrito noti del sistema, migliorando la precisione del tracciamento dinamico.

Filtro a tacchetto: sopprime con precisione i picchi di risonanza meccanica, garantendo la stabilità del sistema in condizioni di banda larga.

Il segnale di controllo è amplificato da un servo driver ad alte prestazioni e azionano il motore di coppia, formando un preciso circuito chiuso di "Comando-controllo-guida-esecuzione-feedback-correzione", ottenendo così un movimento regolare e preciso da velocità ultrabasse a velocità elevate.

II. Analisi degli indicatori chiave di prestazione: definizione dei confini delle capacità di prova

La valutazione della qualità di un giradischi di prova inerziale a asse singolo richiede una considerazione da più dimensioni, tra cui l'adattabilità statica, dinamica e ambientale.I seguenti indicatori sono i criteri fondamentali per la selezione degli ingegneri e rappresentano anche il tetto tecnologico del costruttore.

1Indicatori di precisione statica: misurati con standard "statici".

Precisione di posizionamento: deviazione massima tra la posizione comandata e la posizione di arresto effettiva (unità: secondi d'arco").e controllo dell'errore di stato stazionario, ed è la precisione "regolatrice assoluta" del giradischi.

Risoluzione della posizione: l'incremento angolare più piccolo che il sistema di controllo può riconoscere o eseguire.Determina il limite inferiore della levigatezza del movimento ed è di solito superiore alla precisione di posizionamento (e.g., una precisione di posizionamento di2′′ può avere una risoluzione di 0.36′′)).

Errore di rotazione dell'albero: comprende il deflusso radiale/assiale, riferito al movimento non ideale dell'asse di rotazione nello spazio.che è cruciale per garantire che la superficie del tavolo rimanga stabile.

2- Indicatori di prestazione dinamica: verifica del carattere di "movimento".

Intervallo di velocità angolare e stabilità: questi sono gli indicatori più critici e tecnicamente difficili.

Distanza■ deve coprire l'intervallo estremosottola velocità di rotazione della Terra (0.001°/s) alla velocità di manovra (± 10000 °/s).

Stabilità della velocità: durante il funzionamento a velocità costante, la fluttuazione della velocità istantanea rispetto alla velocità media è comunemente espressa come un valore relativo (ad esempio, 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.

Accelerazione angolare e larghezza di banda del sistema:

Accelerazione angolare massima: determinata dalla coppia massima del motore e dall'inerzia totale del sistema, che influisce sulla manovrabilità simulata ad alta dinamica.

larghezza di banda servo: limite superiore della frequenza (unità: Hz) alla quale il giradischi può riprodurre con precisione i comandi di movimento sinusoidale.L'alta larghezza di banda significa che può simulare in modo più realistico il jitter di posizione ad alta frequenza di un aeromobile, che è un prerequisito per la prova delle caratteristiche di risposta dinamica del dispositivo.

3Indicatori di carico e versatilità

Compatibilità tra capacità di carico e inerzia: non è sufficiente concentrarsi esclusivamente sulla capacità massima di carico; il grado di corrispondenza tra l'inerzia di carico e l'inerzia del rotore del giradischi è cruciale.Una corrispondenza adeguata è fondamentale per garantire che le prestazioni dinamiche non si deteriorino.

Interfaccia di sincronizzazione e comunicazione: 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 systemQuesta è la base per condurre esperimenti complessi come la navigazione integrata e i test multiasse.

Riassunto: Selezione della tecnologia e realizzazione del valore

La scelta di un giradischi di prova inerziale non consiste semplicemente nel perseguire il valore più elevato per un singolo indicatore,Ma di fare una corrispondenza precisa basata sulle caratteristiche del dispositivo sottoposto a prova (come i giroscopi a fibra ottica, IMU MEMS e giroscopi laser) e il compito di prova (calibrazione di bias zero, test di fattori di scala e simulazione dell'ambiente dinamico).

La sperimentazione di giroscopi laser/giroscopi in fibra ottica ad alta precisione richiede una ricerca estrema di stabilità a velocità ultrabasse e vibrazioni angolari estremamente basse.

Quando si testano IMU o cercatori MEMS di grado tattico, l'alta larghezza di banda, l'alta accelerazione e la capacità di riprodurre complesse traiettorie di movimento sono di maggiore importanza.

In qualità di attrezzature di metrologia e di collaudo chiave nella filiera a monte della catena industriale della tecnologia inerziale,le prestazioni del giradischi di prova inerziale influenzano direttamente la capacità di stabilire e verificare il massimale di precisione dei dispositivi a valle;. Non è solo un fredda attrezzatura, ma anche un "artigiano" e "gatekeeper" che promuove il progresso della tecnologia inerziale e garantisce la precisione delle attrezzature di fascia alta del paese.

Jiujiang Ruya Precision Technology Co., Ltd.specializzata in giradischi di prova inerziale ad alta precisione, impegnata a fornire agli utenti soluzioni complete che vanno da sistemi standard a un solo asse a sistemi complessi a più assi.con una precisione di livello superiore, affidabilità superiore e un'architettura di sistema aperta, servono numerosi laboratori chiave nazionali e importanti imprese industriali, rendendoci un partner affidabile per la tecnologia di prova inerziale.