[實用新型]一種適用于搖擺試驗臺的多功能控制裝置

有效

• 申請號: 201520650294.2
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN204945806U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 李曉琳;嚴俠;王玨;李思忠;王宇飛;師偉鵬
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本實用新型涉及自動控制技術領域，尤其涉及一種適用于模擬海洋運輸環境的單軸或多軸搖擺試驗臺的多功能控制裝置。

背景技術

艦載武器是各類水面艦艇重要組成部分，是形成水面艦艇作戰和防御能力的核心力量，艦載武器性能的好壞直接影響艦艇的作戰效能和作戰能力。隨著國際形式的變化，海洋作戰在現代戰爭中越來越重要，這就對艦載武器系統的質量水平提出了更嚴格的要求。艦載武器系統因受到風、浪、流、潮以及艦船本身固有的搖擺，不可避免地產生晃動、旋轉等搖擺運動。這種搖擺運動將對艦載武器系統造成一定影響，甚至損傷。為了保證艦載武器系統在海洋環境中正常發揮其效用，對艦載武器系統進行搖擺環境適應性考核試驗是必要和有效的手段。通常的搖擺試驗臺以兩軸或三軸搖擺為主，也有基于stewart結構的多自由度運動仿真平臺，其搖擺試驗一般以橫搖、縱搖及首搖為主，GJB150.23A-2009也規定了軍用裝備搖擺試驗條件及嚴酷等級。

目前，對搖擺試驗臺運動的控制主要采用正弦搖擺控制。例如天津福云天翼、哈爾濱海軍工程大學研制的多自由度搖擺試驗臺，該類搖擺試驗臺使用液壓或電機驅動，控制策略采用位置、速度、電流三閉環伺服控制方式，實現正弦搖擺控制。另外，武漢光電研究國家試驗室研發的三軸搖擺試驗臺，該搖擺試驗臺也使用電機驅動，控制策略采用基于查詢方式的模糊控制方法，可實現搖擺試驗臺正弦波和三角波運動。但隨著對艦載武器性能要求的不斷提高，單純的正弦或三角搖擺試驗已不能滿足考核目標，需要對實際海洋運輸環境工況進行更加真實地模擬和全面考核，涉及的控制方式包括正弦定頻、正弦掃頻、隨機、時域跟蹤等多種方式。正弦掃頻搖擺試驗能實現對試件不同搖擺周期的全覆蓋考核；隨機搖擺試驗可以模擬長時間海洋運輸環境下的隨機統計特征量的近似模擬；時域跟蹤則針對實際的搖擺工況按照環境參量的時間歷程信號進行跟蹤控制，以便達到更加真實模擬海洋運輸環境的效果。為了實現這些復雜的搖擺控制功能，通常簡單的搖擺控制器或信號發生器已不能滿足試驗需求，需要開發出一套具備正弦定頻、正弦掃頻、隨機、時域跟蹤多種控制功能的搖擺控制裝置。目前市場上并沒有專業用于搖擺試驗臺的搖擺控制裝置，只有振動控制器或信號發生器。振動控制器能實現正弦、隨機、波形再現等振動控制，雖然在控制方式上與搖擺控制類似，但其在控制對象和控制原理上均有較大區別。振動控制器控制對象是電動或電液振動臺，實現頻域譜的控制，控制頻率范圍在0.5Hz以上。而搖擺控制裝置的控制對象是搖擺試驗臺，控制周期大于3s。振動控制器技術參數不能滿足搖擺控制的需求，不適用于搖擺試驗臺的控制。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種適用于搖擺試驗臺的多功能控制裝置。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種適用于搖擺試驗臺的多功能控制裝置，包括上位機、下位機、控制傳感器、傾角傳感器和搖擺試驗臺的伺服控制系統，所述上位機和所述下位機通過以太網連接，所述控制傳感器和所述伺服控制系統均通過電連接與所述下位機連接，所述傾角傳感器設置在所述搖擺試驗臺上。

具體地，所述下位機包括PXIRT控制器和信號適調模塊，所述PXIRT控制器通過以太網與所述上位機連接，所述信號適調模塊與所述PXIRT控制器雙向電連接，所述控制傳感器中的傾角傳感器與所述信號適調模塊中的傾角適調模塊電連接，所述信號適調模塊通過數據采集卡或總線數據卡與所述伺服控制系統實現數字通訊。

進一步，所述控制裝置還包括直流電源，所述直流電源為所述PXIRT控制器和所述信號適調模塊供電。

優選地，所述PXIRT控制器、所述數據采集卡或所述總線通訊卡、所述直流電源和所述信號適調模塊通過下位機控制機箱進行封裝。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型所述的一種適用于搖擺試驗臺的多功能控制裝置可實現搖擺試驗臺的正弦定頻、正弦掃頻、隨機以及時域跟蹤搖擺控制，同時本控制裝置系統簡單、模塊少、易于安裝、維修方便，適用于搖擺控制領域。

附圖說明

圖1是本實用新型所述一種適用于搖擺試驗臺的多功能控控制裝置的結構框圖；

圖2是本實用新型所述一種適用于搖擺試驗臺的多功能控控制方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：