CN102175448A - 一种能动薄主镜系统中力型驱动器性能检测方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
能动薄主镜系统中力型驱动器性能参数的检测方法和装置,力型驱动器输出轴经由力传感器、柔性连接件等部件连接于弹性梁,利用力传感器测量力型驱动器输出作用力的变化,激光位移传感器测量弹性梁的弯曲变形量,二者测量数据均传送于计算机,计算机将弹性梁的弯曲变形量从电机运动量中减去,从而间接实现对力型驱动器随作用力变化而产生的弹性变形量的测量,进而准确得出驱动器的性能参数。本发明能够实现对力型驱动器的承载能力、刚度、作用力分辨率、反转精度、定位精度、控制带宽等性能参数的测量,且结构简单,易于加工,可依实际工程需要更换弹性梁。
Description
技术领域
本发明涉及一种在能动薄主镜光学系统中,对力型驱动器性能参数的检测方法以及实现该检测方法的装置。
背景技术
在能动轻质薄主镜光学系统中,力型驱动器属于主镜轴向支撑系统中的关键部件,主要用于承受轻质薄主镜轴向重量和校正光学镜面面形,从而使望远镜系统获得较好的光学波前质量。目前在大口径望远镜系统中,应用于能动轻质薄主镜轴向支撑系统的驱动器主要是力型驱动器,它使用力传感器来测量驱动器输出量的变化,降低了对镜室刚度的要求。力型驱动器在能动轻质薄主镜轴向支撑系统中,使用数量比较多,并且精度要求高,负载比较大,可靠性强等。
在实际工程应用前必须对力型驱动器的性能参数进行测量,保证所设计的力型驱动器达到所需的性能要求,但是目前没有专门的检测方法和装置,文献《大口径望远镜主镜能动支撑驱动器的个体设计和性能测试》(朱鹏,邓建明,光学仪器2008.2Vol.30,No.1)中所采用的测试方法是将力传感器下端与驱动器连接,并利用外部结构把力传感器上端锁紧,假定无绝对位移和相对位移输出,但是在实际测量过程中很难保证此假定条件,将引入测量误差;文献《能动镜中力驱动器的实现及性能测试》(凡木文,邓建明,周睿,李梅,光学学报2010.1Vol.30No.1)中采用了同样的假定条件对力型驱动器性能进行了测量,同时文中又给出了驱动器在能动镜中的性能测试结果,该能动镜由4个力驱动器和3个轴向固定杆组成轴向支撑,利用激光干涉仪作为能动镜波前探测器,该能动镜及支撑结构也可视为对中心力驱动器性能参数的测量装置,但是结构有些复杂,装配不够方便;还有一些文献中对驱动器(文献中为促动器,本文统一称为驱动器)的性能参数也提出了测量方法,图1表示在专利《一种促动器力学性能的测试装置》(郭永卫,王启明,南仁东,专利号ZL200810116587.7)中提到的一种利用两个滑轮砝码机构,将两个牵拉索连接在一起,滑轮砝码机构输出大小恒定的拉力,两个牵拉索在牵拉节点处形成的夹角随牵拉节点的位移发生变化,所产生的合力也随之变化,该合力作用于驱动器,使驱动器力学性能的测试可以在变化的反作用力下进行,同时通过调整配重的重量和两个可调滑轮之间的距离,得到不同的反作用力与驱动器伸长量之间的关系特性,但是它不能解决压力状态下驱动器的性能测量;专利《步进电机驱动型位移促动器的控制检测方法及装置》(张振超,杜希霞,戚永军,陈昆新,专利号ZL200710020625.4)中提出了对步进电机驱动型位移驱动器的检测方法,图2给出了实现该方法的测量装置结构,它使用不同砝码模拟位移驱动器的轴向和侧向负载,利用双频激光干涉仪对位移驱动器上的被测棱镜进行测量,通过计算机完成对位移驱动器性能测试的计算,它实现了负载条件下对位移驱动器的性能测量,该方法虽然是针对位移量进行测量,但是它的测量过程以及模拟负载的方法可借鉴于对作用力的测量,只是在每次测量过程中模拟负载均为恒定载荷,同时输出载荷比较小,成本偏高。
发明内容
本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种能动薄主镜系统中力型驱动器性能检测方法及检测装置,能够对力型驱动器的承载能力、刚度、作用力单向分辨率、作用力反转精度、定位精度和控制带宽等性能参数进行测量,且满足具备行程大,测量精度高、负载强等特点的力型驱动器的性能测量要求,其结构简单,易于更换和维修。
本发明的技术解决方案为:一种能动薄主镜系统中力型驱动器性能检测方法,所述检测方法是基于弹性梁4的弯曲变形而实现对力型驱动器1的性能参数测量;力型驱动器1输出轴经由力传感器2和柔性连接件7连接于弹性梁4,利用力传感器2测量力型驱动器1的输出作用力,激光位移传感器3测量弹性梁4的弯曲变形量,力传感器2测出的力型驱动器1的输出作用力数据和激光位移传感器3测量的弹性梁4的弯曲变形量数据均传送于计算机6,计算机6将弹性梁4的弯曲变形量从力型驱动器1的电机运动量中减去,从而间接实现对力型驱动器1随作用力变化而产生的弹性变形量的测量,进而准确得出力型驱动器1的性能参数;所述力型驱动器1的性能参数包括静态性能参数和动态性能参数,静态性能参数包括承载能力、刚度、作用力分辨率和反转精度;动态性能参数包括定位精度、控制带宽;静态性能参数的测量采用开环控制结构,计算机6仅记录力传感器2和激光位移传感器3在电机运动状态下的测量数据,动态性能参数的测量闭环反馈控制结构,计算机6将力传感器2及激光位移传感器3的测量值与外部激励信号相比较后控制电机的运动量;
所述静态性能参数中承载能力的测量步骤为:以力型驱动器1的设计承载能力为依据,全程测量力型驱动器1的运动轨迹,计算机6对力型驱动器1的电机发送单向恒速的运动指令,记录力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据和激光位移传感器3所测量的弹性梁4的弯曲变形量数据,多次重复测量,得到实验数据后,根据力型驱动器1对输出作用力线性容许误差的要求,得出承载能力;
所述静态性能参数中刚度的测量步骤为:在力型驱动器1的承载能力全程范围内,计算机6对力型驱动器1发送单向恒速的运动指令,记录力传感器2和激光位移传感器3的测量数据,重复测量若干次;得到实验数据后,根据力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据Fload和激光位移传感器3所测量的弹性梁4的弯曲变形量数据xbeam得出弹性梁4的刚度Kbeam,然后根据力型驱动器1电机的位移当量xmotor与力传感器2的测量数据Fload得出力型驱动器1以及弹性梁4的整体刚度Ktotal,最后得出力型驱动器1的刚度Kactuator,具体关系式如下:
Ktotal=Fload/xmotor
Kbeam=Fload/xbeam
Kactuator=Fload/xactuator=KtotalKbeam/(Kbeam-Ktotal)
式中Ktotal表示力型驱动器1以及弹性梁4的整体刚度,xmotor表示力型驱动器1中电机的位移当量,Fload表示力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据,Kbeam表示弹性梁4的刚度,xbeam激光位移传感器3所测量的弹性梁4弯曲变形量数据,Kactuator表示力型驱动器1的刚度,xactuator表示力型驱动器1随作用力变化而产生的弹性变形量。
所述静态性能参数中作用力分辨率的测量步骤为:以力型驱动器1的作用力分辨率的设计值为依据,计算得出力型驱动器1的电机相应的运动量,然后以该运动量为电机每次进给的固定运动量,重复测量若干次;记录力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据和激光位移传感器3所测量的弹性梁4的弯曲变形量数据,通过统计计算,得出力型驱动器1在该运动量控制条件下,力型驱动器1作用力分辨率以及误差,并与所要求的容许误差相比较后调整电机运动量,重复上述步骤,直到满足容许误差,此条件下,将电机的运动量中减去弹性梁1的变形量,得到力型驱动器1的弹性变形量,根据力型驱动器1的刚度,进而得出力型驱动器1的作用力分辨率;
所述静态性能参数中作用力反转精度的测量步骤为:计算机对力型驱动器1的电机发送沿单向做恒定运动量的运动指令,再发送沿反方向做等量运动量的运动指令,如此重复测量若干次,记录力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据和激光位移传感器3所测量的弹性梁4的弯曲变形量数据,对测量数据进行统计分析,得出力型驱动器1的作用力反转精度;
所述动态性能参数中定位精度的测量步骤为:根据闭环负反馈的控制方式,计算机6根据外部矩形波激励信号对力型驱动器1的电机发送运动指令,记录力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据和激光位移传感器3所测量的弹性梁4的弯曲变形量数据,然后针对不同幅值和频率的矩形波激励信号,重复上述测量步骤,得出力型驱动器1的定位精度;
所述动态性能参数中控制带宽的测量步骤为:根据闭环负反馈的控制方式,计算机6根据外部正弦激励信号对力型驱动器1的电机发送运动指令,记录力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据和激光位移传感器3所测量的弹性梁4的弯曲变形量数据,分析该正弦激励信号曲线与测量数据之间的误差,得出相应的增益,然后改变正弦曲线的频率,重复上述步骤,得出力型驱动器1的动态特性曲线与控制带宽。
所述弹性梁4可以选择不同规格,以满足不同类型的力型驱动器1的性能测量要求。
一种能动薄主镜系统中力型驱动器1性能检测装置,包括力型驱动器1、力传感器2、激光位移传感器3、弹性梁4、光学平台5、柔性连接件7和支撑架8;力型驱动器1固定于支撑架8上,力型驱动器1的输出端通过柔性连接件7与弹性梁4连接,弹性梁4固定于支撑架8上,激光位移传感器3的探测头对准弹性梁4上的测量面,计算机6与力型驱动器1中的电机、力传感器2,以及激光位移传感器3进行通信连接,同时支撑架8与激光位移传感器3均固定连接于光学平台5。
本发明所述的性能检测方法是基于弹性梁的弯曲变形实现的,力型驱动器通过电机(或其它动力元件)的运动对弹性梁施加作用力,整个测量装置可以视为串联弹性系统,即电机的作用力当量Fmotot(电机施加转矩,这里以转矩的作用力当量来表示),力型驱动器输出的作用力Factuator,弹性梁受到的作用力Fbeam均相等,利用力传感器读出该作用力的大小为Fload,弹性梁在作用力作用下产生的变形量xbeam等于力型驱动器的输出位移量,力型驱动器的弹性变形量xatuator等于电机的位移当量xmotor(电机输出角位移,这里以线位移当量表示)与弹性梁弯曲变形量xbeam之差,通过对弹性梁弯曲变形量xbeam的测量,进而得到力型驱动器随作用力变化而产生的弹性变形量xactuator,具体关系式如下:
Fmotor=Factuator=Fbeam=Fload
xactuator=xmotor-xbeam
式中Fmotor表示电机的作用力当量,Factuator表示力型驱动器输出的作用力,Fbeam表示弹性梁受到的作用力,Fload表示力传感器所测量的作用力,xmotor表示力型驱动器中电机的位移当量,xbeam激光位移传感器所测量的弹性梁弯曲变形量数据,xactuator表示力型驱动器随作用力变化而产生的弹性变形量。
本发明与现有技术相比的优点在于:本发明对力型驱动器性能参数的测量过程,均在压拉双向作用力变化条件下实现的,并可以选择不同规格的弹性梁结构完成对不同类型力型驱动器的性能检测,能够满足具备大行程,高精度,强负载等特点的力型驱动器的性能测量要求,其结构简单,易于更换和维修,有效地对力型驱动器的承载能力、刚度、作用力单向分辨率、作用力反转精度、定位精度和控制带宽等性能参数进行测量。
附图说明
图1为专利ZL200710020625.4中对步进电机驱动型位移驱动器的测量装置;
图2为专利ZL200810116587.7中对驱动器力学性能的测量装置;
图3为本发明提出的一种对力型驱动器性能的测量装置示意图;
图4为本发明中提到的一种弹性梁结构;
图5为本发明中提到的一种柔性连接件结构;
图6为本发明中提到的静态性能参数测量中的开环控制结构;
图7为本发明中提到的动态性能参数测量中的闭环反馈控制结构。
图3中,1力型驱动器,2力传感器,3激光位移传感器,4弹性梁,5光学平台,6计算机,7柔性连接件,8支撑架。
具体实施方式
如图3所示,本发明的力型驱动器1的性能测量装置的结构为:力型驱动器1固定于支撑架8上,力型驱动器1的输出端通过柔性连接件7与弹性梁4连接,弹性梁4固定于支撑架8上,激光位移传感器3的探测头对准弹性梁4上的测量面,计算机6与力型驱动器1中的电机、力传感器2,以及激光位移传感器3进行通信连接,同时支撑架8与激光位移传感器3均固定连接于光学平台5。
本发明的工作过程为:将力型驱动器1输出轴经由力传感器2、柔性连接件等部件连接于弹性梁4,利用力传感器2测量力型驱动器1输出作用力的变化,激光位移传感器3测量弹性梁4的弯曲变形量,二者测量数据均传送于计算机6,计算机6将弹性梁4的弯曲变形量从电机运动量中减去,从而间接实现对力型驱动器1随作用力变化而产生的弹性变形量的测量,进而准确得出力型驱动器1的性能参数。该测量装置能够实现对力型驱动器1的承载能力、刚度、作用力分辨率、反转精度、定位精度、控制带宽等性能参数的测量。
性能检测方法是基于弹性梁4的弯曲变形实现的,力型驱动器1通过电机的转动来对弹性梁4施加作用力,弹性梁4在作用力作用下产生的变形量等于力型驱动器1的输出位移量,力型驱动器1的弹性变形量等于电机的角位移当量与弹性梁4弯曲变形量之差,通过对弹性梁4弯曲变形量的测量,进而得到力型驱动器1准确的弹性变形量。
弹性梁4的横截面形状可以选择矩形、圆形、槽型等,弹性梁4的长度以及截面尺寸可以选择不同规格,图4给出了一种矩形截面弹性梁结构,它的两端为固定端面,中间为弯曲变形测量面;同时利用柔性连接件7来消除径向作用力对弹性梁4的影响,柔性件7可以选择半圆型柔性铰链、直线型柔性铰链等结构,图5给出了一种直线型柔性铰链结构,该直线型柔性铰链采用双正交直线型结构,以满足不同类型的力型驱动器1的测量要求。支撑架8的主要作用是固定力型驱动器1和弹性梁4,对其具体结构不做要求。
力型驱动器1的性能参数包括承载能力、刚度、作用力分辨率、反转精度等静态性能参数,以及定位精度、控制带宽等动态性能参数,静态性能参数的测量采用开环控制结构,计算机6仅记录力传感器2和激光位移传感器3在电机运动状态下的测量数据,图6给出了静态性能参数测量状态下的控制系统结构,输入量R1(s)表示为电机的运动量,传递函数G1(s)表示该测量装置系统,输出量C1(s)表示力传感器2测量的输出作用力和激光位移传感器3测量的弹性梁4变形量。动态性能参数的测量闭环反馈控制结构,计算机6将力传感器2及激光位移传感器3的测量值与外部激励信号相比较后控制电机的运动量。图7给出了动态性能参数测量状态下的控制系统结构,输入量R2(s)表示为外界激励产生的作用力,传递函数G2(s)表示该测量装置的整体柔度,经过它把作用力转换为电机的运动量,噪声N(s)表示弹性梁4产生的变形量,传递函数G1(s)表示该测量装置系统,输出量C2(s)表示力传感2器测量的输出作用力和激光位移传感器测量3的弹性梁4变形量。
静态性能参数中承载能力的测量步骤为:以力型驱动器1的设计承载能力为依据,全程测量力型驱动器1的运动轨迹,计算机6对力型驱动器1的电机发送单向恒速的运动指令,记录力传感器2和激光位移传感器3的数据,多次重复测量,得到实验数据后,根据力型驱动器1的线性容许误差要求,得出承载能力。
静态性能参数中刚度的测量步骤为:在力型驱动器1的承载能力全程范围内,计算机6对力型驱动器1发送单向恒速的运动指令,记录力传感器2和激光位移传感器3的测量数据,重复测量若干次;得到实验数据后,根据力传感器2测量的作用力数据Fload与激光位移传感器3测量的弹性梁4的弯曲变形量xbeam数据得出弹性梁4的刚度Kbeam,然后根据力型驱动器1电机的位移当量xmotor与力传感器2测量的作用力数据Fload得出测量装置系统的整体刚度Ktotal,最后得出力型驱动器1的刚度Kactuator。具体的关系是如下:
Ktotal=Fload/xmotor
Kbeam=Fload/xbeam
Kactuator=Fload/xactuator=KtotalKbeam/(Kbeam-Ktotal)
式中Ktotal表示力型驱动器1以及弹性梁4的整体刚度,xmotor表示力型驱动器1中电机的位移当量,Fload表示力传感器2所测量的力型驱动器1输出的作用力数据,Kbeam表示弹性梁4的刚度,xbeam激光位移传感器3所测量的弹性梁4弯曲变形量数据,Kactuator表示力型驱动器1的刚度,xactuator表示力型驱动器1随作用力变化而产生的弹性变形量。
静态性能参数中作用力分辨率的测量步骤为:以力型驱动器1的作用力分辨率的设计值为依据,计算得出力型驱动器1电机相应的运动量,然后以该运动量为电机每次进给的固定运动量,重复测量三组,每组10次;记录力传感器2测量的作用力数据与激光位移传感器3测量的弹性梁4的弯曲变形量数据,通过统计计算力传感器2测量的作用力变化的数据,然后把统计结果与作用力分辨率的设计值作比较,然后根据相较后的误差值来调整电机运动量,重复上述步骤,直到两者误差满足要求为止,在此条件下,从电机的运动量中减去弹性梁4的变形量,得到力型驱动器1的弹性变形量,根据力型驱动器1的刚度,进而得出力型驱动器1的作用力分辨率。
静态性能参数中作用力反转精度的测量步骤为:计算机6对力型驱动器1的电机发送沿单向做恒定运动量的运动指令,再发送沿反方向做等量运动量的运动指令,如此重复测量三组,每组10次,记录力传感器2测量的作用力数据与激光位移传感器3测量的弹性梁4的弯曲变形量数据,对力传感器2测量的作用力数据与激光位移传感器3测量的弹性梁4的弯曲变形量进行统计分析,从电机的运动量中减去弹性梁4的变形量,得到力型驱动器1的弹性变形量,根据力型驱动器1的刚度,得出力型驱动器1的作用力反转精度。
动态性能参数中定位精度的测量步骤为:根据如图7所示的闭环反馈控制方式,计算机6根据外部矩形波激励信号对力型驱动器1电机发送运动指令,然后对输入计算机6的力传感器2所测量的作用力数据与激光位移传感器3所测量的弹性梁4弯曲变形量数据进行实时控制,在力型驱动器1承载能力范围内,针对不同幅值和频率的矩形波激励信号进行测量,最后由计算机6计算出力传感器2所测量的作用力数值和外部矩形波激励信号数值的差值,进一步得出二者之间的相对误差,将此相对误差作为力型驱动器1的定位精度。
动态性能参数中控制带宽的测量步骤为:根据图7所示的闭环反馈的控制方式,计算机6根据外部正弦激励信号对力型驱动器1电机发送运动指令,然后对输入计算机6的力传感器2所测量的作用力数据与激光位移传感器3所测量的弹性梁4弯曲变形量数据进行实时控制,在力型驱动器1承载能力范围内,针对不同幅值和频率的正弦激励信号进行测量,最后由计算机6分析出力型驱动器1的幅频特性和相频特性,其中力传感器2所测量的作用力数值为力型驱动器1的输出信号,而外部正弦激励信号为力型驱动器1的输入信号,根据幅频特性和相频特性的得出力型驱动器1的动态特性曲线与控制带宽
力型驱动器1的性能测量装置的结构主要为:力型驱动器1固定于支撑架8上,力型驱动器1的输出端通过柔性连接件7与弹性梁4连接,弹性梁4固定于支撑架8上,激光位移传感器3的探测头对准弹性梁4上的测量面,计算机6与力型驱动器1中的电机、力传感器2,以及激光位移传感器3进行通信连接,同时支撑架8与激光位移传感器3均固定连接于光学平台5。
Claims (3)
1.一种能动薄主镜系统中力型驱动器性能检测方法,其特征在于:所述检测方法是基于弹性梁(4)的弯曲变形而实现对力型驱动器(1)的性能参数测量;力型驱动器(1)输出轴经由力传感器(2)和柔性连接件(7)连接于弹性梁(4),利用力传感器(2)测量力型驱动器(1)的输出作用力,激光位移传感器(3)测量弹性梁(4)的弯曲变形量,力传感器(2)测出的力型驱动器(1)的输出作用力数据和激光位移传感器(3)测量的弹性梁(4)的弯曲变形量数据均传送于计算机(6),计算机(6)将弹性梁(4)的弯曲变形量从力型驱动器(1)的电机运动量中减去,从而间接实现对力型驱动器(1)随作用力变化而产生的弹性变形量的测量,进而准确得出力型驱动器(1)的性能参数;所述力型驱动器(1)的性能参数包括静态性能参数和动态性能参数,静态性能参数包括承载能力、刚度、作用力分辨率和反转精度;动态性能参数包括定位精度、控制带宽;静态性能参数的测量采用开环控制结构,计算机(6)仅记录力传感器(2)和激光位移传感器(3)在电机运动状态下的测量数据,动态性能参数的测量闭环反馈控制结构,计算机(6)将力传感器(2)及激光位移传感器(3)的测量值与外部激励信号相比较后控制电机的运动量;
所述静态性能参数中承载能力的测量步骤为:以力型驱动器(1)的设计承载能力为依据,全程测量力型驱动器(1)的运动轨迹,计算机(6)对力型驱动器(1)的电机发送单向恒速的运动指令,记录力传感器(2)所测量的力型驱动器(1)输出的作用力数据和激光位移传感器(3)所测量的弹性梁(4)的弯曲变形量数据,多次重复测量,得到实验数据后,根据力型驱动器(1)对输出作用力线性容许误差的要求,得出承载能力;
所述静态性能参数中刚度的测量步骤为:在力型驱动器(1)的承载能力全程范围内,计算机(6)对力型驱动器(1)发送单向恒速的运动指令,记录力传感器(2)和激光位移传感器(3)的测量数据,重复测量若干次;得到实验数据后,根据力传感器(2)所测量的力型驱动器(1)输出的作用力数据Fload和激光位移传感器(3)所测量的弹性梁(4)的弯曲变形量数据xbeam得出弹性梁(4)的刚度Kbeam,然后根据力型驱动器(1)电机的位移当量xmotor与力传感器(2)的测量数据Fload得出力型驱动器(1)以及弹性梁(4)的整体刚度Ktotal,最后得出力型驱动器(1)的刚度Kactuator,具体关系式如下:
Ktotal=Fload/xmotor
Kbeam=Fload/xbeam
Kactuator=Fload/xactuator=KtotalKbeam/(Kbeam-Ktotal)
式中Ktotal表示力型驱动器(1)以及弹性梁(4)的整体刚度,xmotor表示力型驱动器(1)中电机的位移当量,Fload表示力传感器(2)所测量的力型驱动器(1)输出的作用力数据,Kbeam表示弹性梁(4)的刚度,xbeam激光位移传感器(3)所测量的弹性梁(4)弯曲变形量数据,Kactuator表示力型驱动器(1)的刚度,xactuator表示力型驱动器(1)随作用力变化而产生的弹性变形量。
所述静态性能参数中作用力分辨率的测量步骤为:以力型驱动器(1)的作用力分辨率的设计值为依据,计算得出力型驱动器(1)的电机相应的运动量,然后以该运动量为电机每次进给的固定运动量,重复测量若干次;记录力传感器(2)所测量的力型驱动器(1)输出的作用力数据和激光位移传感器(3)所测量的弹性梁(4)的弯曲变形量数据,通过统计计算,得出力型驱动器(1)在该运动量控制条件下,力型驱动器(1)作用力分辨率以及误差,并与所要求的容许误差相比较后调整电机运动量,重复上述步骤,直到满足容许误差,此条件下,将电机的运动量中减去弹性梁(1)的变形量,得到力型驱动器(1)的弹性变形量,根据力型驱动器(1)的刚度,进而得出力型驱动器(1)的作用力分辨率;
所述静态性能参数中作用力反转精度的测量步骤为:计算机对力型驱动器(1)的电机发送沿单向做恒定运动量的运动指令,再发送沿反方向做等量运动量的运动指令,如此重复测量若干次,记录力传感器(2)所测量的力型驱动器(1)输出的作用力数据和激光位移传感器(3)所测量的弹性梁(4)的弯曲变形量数据,对测量数据进行统计分析,得出力型驱动器(1)的作用力反转精度;
所述动态性能参数中定位精度的测量步骤为:根据闭环负反馈的控制方式,计算机(6)根据外部矩形波激励信号对力型驱动器(1)的电机发送运动指令,记录力传感器(2)所测量的力型驱动器(1)输出的作用力数据和激光位移传感器(3)所测量的弹性梁(4)的弯曲变形量数据,然后针对不同幅值和频率的矩形波激励信号,重复上述测量步骤,得出力型驱动器(1)的定位精度;
所述动态性能参数中控制带宽的测量步骤为:根据闭环负反馈的控制方式,计算机(6)根据外部正弦激励信号对力型驱动器(1)的电机发送运动指令,记录力传感器(2)所测量的力型驱动器(1)输出的作用力数据和激光位移传感器(3)所测量的弹性梁(4)的弯曲变形量数据,分析该正弦激励信号曲线与测量数据之间的误差,得出相应的增益,然后改变正弦曲线的频率,重复上述步骤,得出力型驱动器(1)的动态特性曲线与控制带宽。
2.根据权利要求1所述的一种能动薄主镜系统中力型驱动器性能检测方法,其特征在于:所述弹性梁(4)可以选择不同规格,以满足不同类型的力型驱动器(1)的性能测量要求。
3.一种能动薄主镜系统中力型驱动器性能检测装置,其特征在于:包括力型驱动器(1)、力传感器(2)、激光位移传感器(3)、弹性梁(4)、光学平台(5)、柔性连接件(7)和支撑架(8);力型驱动器(1)固定于支撑架(8)上,力型驱动器(1)的输出端通过柔性连接件(7)与弹性梁(4)连接,弹性梁(4)固定于支撑架(8)上,激光位移传感器(3)的探测头对准弹性梁(4)上的测量面,计算机(6)与力型驱动器(1)中的电机、力传感器(2),以及激光位移传感器(3)进行通信连接,同时支撑架(8)与激光位移传感器(3)均固定连接于光学平台(5)。
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