FL-2风洞大攻角转γ接头电气控制系统设计.pdfVIP

FL一2风洞大攻角转v接头 电气控制系统设计 声素君 沈刚宅气动力研究所 摘要：本文介绍了FL一2风涧大攻角自动转Y接头电气控制方案，选择控制元件的依据，以及软件的设计方 法。选：纠，犬攻角自动转y角转矩丈、体积小、转速高、定位控制准确的要求。 关键荫|：电气控制步进电机濠转角 启动频率 引言 现代战斗机机动性能要求越来越高．对高速风洞的大攻角实验技术提出新的要求。大攻角 模型支架系统自动转y角的功能难以实现．目前国际上通用的作法是，在实验中通过变口、y ；耗形成口角。 ∥2sin～(Sina。·SinZ) 。。 E¨： d=辔“(留口。·c0Sr) 爿莉FL一2风洞已有的l#自动转y接头，采用空心步进电机，经谐波齿轮输出，开环 控制Y角由丁二该电机驱动力矩小，随着频率的提高，力矩下降很快，不能满足大攻角、大载荷 下自动转y角接头要求转矩大、饰积小、转速快、定位控制准确的要求。 I技术要求 依据大攻角实验研究课题组的if芽，得j{{蚍F技术要求 Y角机构输出转矩400N—m： Y角度范围一180。～+180。： Y角转动速度2。／s一5。／s； Y角精度 I△rlo．05。。 2结构形式 一般高速风洞靠迎角机构来改变模型的攻角．而恻滑角的变化则有几种方式：(1)采用不 的前轴和后轴组成t两轮都可独立转动，后轴带动前轴还可绕风洞轴线转动，o、B角计算比 较繁锁．前两种方式虽比较简单，但试验效率很低因此，FL一2风洞大攻角自动转，接头采 用第3种方式：通过改变a。和滚转角y来得到模型所需的n和S。 编码器等部件． 固定接头安装在模型支架上，由四连杆机构来实现迎角n的变化．转动接头通过谐波减速 器滚针与固定接头配合．谐波减速器内腔安装电机和绝对式光电编码器。 3硬件选择 精度要求，系统需采用角度闭环反馈控制。 根据上述要求，我们经过反复调研论让认为：无论从控制方面还是技术性能方面，选取步 进电机比较合适。啥1二大与杭州经委联台开发研制的恒力矩步进电机在一定的频率范围内具有 恒转矩特性。根据结构设计的要求．步进电机设计为空心轴电机，以便绝对编码器的轴从电机 电机，其结构尺寸如图1所示。 并配用该厂生产的SN50806驱动源。 ‘ 步进电机参数如下： 相数：5相 步矩角：0．36。／0．72。 静态力矩：4．ON．Ill 相电流：3A m。 出厂技术指标：输入频率 IKHz--3KtIz时输出力矩3N 当输人频率3Kltz时，步矩角取0，36。时，每秒钟r乜机转角为0 即电机每秒钟转3周。 而模型Y角=1080。／秒：--200=54。／秒 m。 接头输出力矩≥3N．m×200--600N 因此，以上电机可满足设计要求，并留有一定裕度，电机的空心轴用于安装绝对编码器的 传动轴。 s1‘D一50806犁步进电机驱动源，内含电源壮流装置，外接22∞和60V交流电．有两组控 制脉冲信号，用户可自行选择正／反转方向。输人信号规格为TTI．电平，高电平4～6V。低电 uS。电机输出引线五相A，B，C，D，E分 平0，_0．5V，脉冲宽度5¨s，上升／下降时间2 别为幻、黄、兰、自、绿。 为r满足精度要求，在接头的活动端接绝列式光电编码器作为控制反馈和攻角显示。由于 光电编码器直接反殃Y角的位置，冈此要选择15位或15位以E的光电编码器，外径在巾40左 右。 长存光学机械研究所研制tE产的MJX40—15犁超小型绝对式光电编码器满足我们的共 求．分辨率为40”并行t5位自然二进制代码，TTL电平。其结构如图2所示。 当主轴带动码盘旋转时，码盘与狭缝产生相对运动，光敏元件把码盘信号转换成电信号， 经放大、整形、译码处理后，以并行15位自然：二进制代码