CN210835715U

CN210835715U - 一种随动控制系统的标定检测装置

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Publication number: CN210835715U
Application number: CN201922214133.XU
Authority: CN
Inventors: 林夏; 赵瑞玉; 熊婷
Original assignee: Chongqing Wangjiang Industry Co Ltd
Current assignee: Chongqing Wangjiang Industry Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-11

Abstract

本实用新型涉及机电测控技术领域，具体涉及一种随动控制系统的标定检测装置，包括用于执行俯仰转角运动的第一测试台、用于执行水平转角运动的第二测试台、标定测试装置，所述第一测试台、第二测试台的结构相同，均包括执行电机、齿轮传动箱，所述执行电机与齿轮传动箱连接，所述齿轮传动箱的第一输出轴用于连接被测随动控制系统的受信仪的输入轴，第二输出轴连接测速电机的电机轴，所述执行电机的控制端用于连接被测随动控制系统的随动控制装置的控制信号输出端；所述标定装置包括工控机、正弦信号发生器、数据采集卡，满足随动控制系统在控制大型自动化机械协同运动时的俯仰角度运动、水平旋转运动、目标跟踪等协同运动时的性能综合标定测试需求。

Description

一种随动控制系统的标定检测装置

技术领域

本实用新型涉及机电测控技术领域，具体涉及一种随动控制系统的标定检测装置。

背景技术

通常，可以进行角度变换的大型自动化机械，都设有用于控制自动化机械角度变换运动的随动控制系统，由电器部件和机械部件组成，该随动控制系统包括随动控制装置（400）、用于接收俯仰转角运动位置信息的第一受信仪（401）、用于接收水平转角运动位置信息的第二受信仪（404），所述第一受信仪（401）包括第一自整角机（402）和第一齿轮变速箱（403），所述第一自整角机（402）的电机轴与第一齿轮变速箱（403）的输出轴连接，所述第二受信仪（404）包括第二自整角机（405）和第二齿轮变速箱（406），所述第二自整角机（405）的电机轴与第二齿轮变速箱（406）的输出轴连接。

在使用前需要对随动控制系统的性能指标进行标定调试，其标定调试内容包括系统静态误差、等速跟踪误差、调转时间等性能指标，使随动控制系统的性能指标能够达到最佳。但是，目前对于既可以进行俯仰角度运动，又可以进行水平旋转运动，还能够实现目标跟踪的大型自动化机械随动控制系统的性能指标进行标定调试，尚无进行综合标定测试的装置，一般都是针对俯仰角度运动、水平旋转运动、目标跟踪性能分别单独进行测试，虽然可以满足单独性能的测试需求，但是却不能满足俯仰角度运动、水平旋转运动、目标跟踪等协同运动时的性能测试需求，难以保证随动控制系统控制大型自动化机械协同运动时性能的综合标定测试。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种随动控制系统的标定检测装置，在使用前对随动控制系统进行系统静态误差、等速跟踪误差、调转时间等性能指标的标定调试，使随动控制系统在控制大型自动化机械协同运动时的俯仰角度运动、水平旋转运动、目标跟踪等协同运动时的性能指标达到最佳。

本实用新型的目的是采用下述方案实现的：一种随动控制系统的标定检测装置，包括用于执行俯仰转角运动的第一测试台、用于执行水平转角运动的第二测试台、标定测试装置，所述第一测试台、第二测试台的结构相同，均包括执行电机、齿轮传动箱，所述执行电机的转轴与齿轮传动箱的输入轴连接，所述齿轮传动箱的第一输出轴用于连接被测随动控制系统的受信仪的输入轴，第二输出轴连接测速电机的电机轴，所述执行电机的控制端用于连接被测随动控制系统的随动控制装置的控制信号输出端；所述标定装置包括工控机、正弦信号发生器、数据采集卡，所述工控机的信号输出端连接正弦信号发生器的信号输入端，正弦信号发生器的第一信号输出端用于连接第一受信仪的信号输入端，第二信号输出端用于连接第二受信仪的信号输入端，所述数据采集卡的信号输出端连接工控机的信号输入端，数据采集卡的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置的数据信号输出端。

所述齿轮传动箱包括输入轴、传动轴、第一输出轴、第二输出轴，所述齿轮传动箱的输入轴的输入主动齿轮与传动轴上设置的输入从动齿轮啮合，所述传动轴上还设有第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与第一输出轴上设置的第一输出齿轮啮合，所述第二传动齿轮与第二输出轴上设置的第二输出齿轮啮合。

所述数据采集卡的信号输入端连接一调理电路板的信号输出端，该调理电路板的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置的数据信号输出端连接。

所述数据采集卡为模拟量输入板卡，即A/D卡，该A/D卡的分辨率为16位，通道数量为16个，采样频率为100K。

所述正弦信号发生器包括至少两个信号控制器，用于分别发送俯仰控制信号和水平控制信号。

还包括标定模块，所述标定模块的标定信息输入端与工控机的标定信息输出端连接，该标定模块的标定信息输出端用于与被测随动控制系统的随动控制装置的标定数据输入端连接。

所述工控机拥有示波器功能和文件管理功能，可以对数据进行处理、显示、存储和打印输出。

本实用新型包含如下有益效果：包括用于执行俯仰转角运动的第一测试台、用于执行水平转角运动的第二测试台、标定测试装置，所述第一测试台、第二测试台的结构相同，均包括执行电机、齿轮传动箱，所述执行电机的转轴与齿轮传动箱的输入轴连接，所述齿轮传动箱的第一输出轴用于连接被测随动控制系统的受信仪的输入轴，第二输出轴连接测速电机的电机轴，所述执行电机的控制端用于连接被测随动控制系统的随动控制装置的控制信号输出端；所述标定装置包括工控机、正弦信号发生器、数据采集卡，所述工控机的信号输出端连接正弦信号发生器的信号输入端，正弦信号发生器的第一信号输出端用于连接第一受信仪的信号输入端，第二信号输出端用于连接第二受信仪的信号输入端，所述数据采集卡的信号输出端连接工控机的信号输入端，数据采集卡的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置的数据信号输出端。

所述数据采集卡的信号输入端连接一调理电路板的信号输出端，该调理电路板的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置的数据信号输出端连接，该调理电路板用于将被测随动控制系统输出的数据信号进行调理，整流，滤波后输出给数据采集卡，保证数据采集卡接收到的数据信号的准确性和可靠性。

所述正弦信号发生器包括至少两个信号控制器，用于分别发送俯仰控制信号和水平控制信号，为俯仰控制信号和水平控制信号分别提供独立的信号通道。

该装置的优点在于,在用于控制自动化机械角度变换运动的随动控制系统开始使用前，对被测随动控制系统进行系统静态误差、等速跟踪误差、调转时间等性能指标的标定调试，使被测随动控制系统在控制大型自动化机械协同运动时的俯仰角度运动、水平旋转运动、目标跟踪等协同运动时的性能指标达到最佳，将误差控制到允许范围内，保证大型自动化机械进行角度变换的协同运动的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种随动控制系统的标定检测装置，包括用于执行俯仰转角运动的第一测试台（100）、用于执行水平转角运动的第二测试台（200）、标定测试装置（300），所述第一测试台（100）、第二测试台（200）的结构相同，均包括执行电机、齿轮传动箱，所述齿轮传动箱包括输入轴、传动轴、第一输出轴、第二输出轴，所述齿轮传动箱的输入轴的输入主动齿轮与传动轴上设置的输入从动齿轮啮合，所述传动轴上还设有第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与第一输出轴上设置的第一输出齿轮啮合，所述第二传动齿轮与第二输出轴上设置的第二输出齿轮啮合。所述执行电机的转轴与齿轮传动箱的输入轴连接，所述齿轮传动箱的第一输出轴用于连接被测随动控制系统的受信仪的输入轴，第二输出轴连接测速电机的电机轴，所述执行电机的控制端用于连接被测随动控制系统的随动控制装置（400）的控制信号输出端；所述标定装置（300）包括工控机（301）、正弦信号发生器（302）、数据采集卡（303），还包括标定模块（305），所述标定模块（305）的标定信息输入端与工控机（301）的标定信息输出端连接，该标定模块（305）的标定信息输出端用于与被测随动控制系统的随动控制装置（400）的标定数据输入端连接。所述正弦信号发生器（302）包括至少两个信号控制器，用于分别发送俯仰控制信号和水平控制信号为俯仰控制信号和水平控制信号分别提供独立的信号通道。在本实施例中，正弦信号发生器（302）包括四个信号控制器，为俯仰控制信号或者水平控制信号均可以同时提供一个高精度的信号通道和一个低精度的信号通道。所述数据采集卡（303）的信号输入端连接一调理电路板（304）的信号输出端，该调理电路板（304）的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置（400）的数据信号输出端连接。所述数据采集卡（303）为模拟量输入板卡，即A/D卡，该A/D卡的分辨率为16位，通道数量为16个，采样频率为100K。本实施例中，由于采用的数据采集卡（303）只能接收±10V的标准信号，因此需要利用调理电路板（304）对被测随动控制系统输出的数据信号进行调理，隔离，滤波、放大后才能输出给数据采集卡，以保证数据采集卡接收到的数据信号的准确性和可靠性。所述工控机（301）的信号输出端连接正弦信号发生器（302）的信号输入端，正弦信号发生器（302）的第一信号输出端用于连接第一受信仪（401）的信号输入端，第二信号输出端用于连接第二受信仪（404）的信号输入端，所述数据采集卡（303）的信号输出端连接工控机（301）的信号输入端，数据采集卡（303）的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置（400）的数据信号输出端。所述工控机（301）拥有示波器功能和文件管理功能，可以对数据进行处理、显示、存储和打印输出。

本实施例中，用于执行俯仰转角运动的第一测试台（100）的执行电机（101）和齿轮传动箱（102）均安装在测试台基座（114）上，所述齿轮传动箱（102）包括输入轴（103）、传动轴（104）、第一输出轴（105）、第二输出轴（106），所述齿轮传动箱（102）的输入轴（103）的输入主动齿轮（107）与传动轴（104）上设置的输入从动齿轮（108）啮合，所述传动轴（104）上还设有第一传动齿轮（109）和第二传动齿轮（110），所述第一传动齿轮（109）与第一输出轴（105）上设置的第一输出齿轮（111）啮合，所述第二传动齿轮（110）与第二输出轴（106）上设置的第二输出齿轮（112）啮合，所述执行电机（101）的转轴与齿轮传动箱（102）的输入轴（103）通过联轴器连接，所述齿轮传动箱（102）的第二输出轴（106）连接测速电机（113）的电机轴；

用于执行水平转角运动的第二测试台（200）的执行电机（201）和齿轮传动箱（202）均安装在测试台基座（214）上，所述齿轮传动箱（202）包括输入轴（203）、传动轴（204）、第一输出轴（205）、第二输出轴（206），所述齿轮传动箱（202）的输入轴（203）的输入主动齿轮（207）与传动轴（204）上设置的输入从动齿轮（208）啮合，所述传动轴（204）上还设有第一传动齿轮（209）和第二传动齿轮（210），所述第一传动齿轮（209）与第一输出轴（205）上设置的第一输出齿轮（211）啮合，所述第二传动齿轮（210）与第二输出轴（206）上设置的第二输出齿轮（212）啮合，所述执行电机（201）的转轴与齿轮传动箱（202）的输入轴（203）通过联轴器连接，所述齿轮传动箱（202）的第二输出轴（206）连接测速电机（213）的电机轴。

在被测随动控制系统进行检测标定时，首先，将被测随动控制系统的第一受信仪（401）的第一齿轮变速箱（403）的输入轴通过联轴器与第一测试台（100）的齿轮传动箱（102）的第一输出轴（105）连接，用于模拟可以进行角度变换的大型自动化机械在执行俯仰转角运动的位置信息，被测随动控制系统的第二受信仪（404）的第二齿轮变速箱（406）的输入轴通过联轴器与第二测试台（200）的齿轮传动箱（202）的第一输出轴（205）连接，用于模拟可以进行角度变换的大型自动化机械在执行水平转角运动的位置信息，并将被测随动控制系统的随动控制装置（400）的控制信号输出端分别与第一测试台（100）的执行电机（101）、第二测试台（200）的执行电机（201）的控制端连接。被测随动控制系统的随动控制装置（400）的标定数据输入端与标定模块（305）的标定信息输出端连接。第一受信仪（401）的信号输入端与正弦信号发生器（302）的第一信号输出端连接，第二受信仪（404）的信号输入端与第二信号输出端连接，被测随动控制系统的随动控制装置（400）的数据信号输出端与调理电路板（304）的信号输入端连接。

然后运行被测随动控制系统和被测随动控制系统的标定检测设备，利用工控机（301）上运行的调试软件对被测随动控制系统进行系统静态误差、等速跟踪误差、调转时间等性能指标的检测和标定。

例如，在调试软件中选择“正弦测试”和“等速测试”等功能项，使工控机（301）通过正弦信号发生器（302）分别发送三相正弦信号给第一受信仪（401）的第一自整角机（402）和第二受信仪（404）的第二自整角机（405），第一自整角机（402）和第二自整角机（405）根据当前自身的俯仰位置信息或水平位置信息进行计算，产生随动控制信号分别传输到被测随动控制系统的随动控制装置（400）中进行处理，随动控制装置（400）产生俯仰位置、水平位置的调整信息，并分别将俯仰位置、水平位置的调整信息发送到用于执行俯仰转角运动的第一测试台（100）的执行电机（101）和用于执行水平转角运动的第二测试台（200）的执行电机（201）的控制端，两个执行电机根据收到的相应调整信息进行转动，以调整对应的受信仪的自整角机的位置信息，并将此过程产生的数据信息通过数据线发送到工控机（301）中，与此同时，两个测速电机分别将对应的执行电机在运动过程中产生的数据信息发送到被测随动控制系统进行处理后也通过数据线发送到工控机（301）中进行，工控机（301）将上述过程产生的数据信息与两个执行电机上一次收到的相应调整信息进行综合误差分析，将上述过程产生的数据信息在工控机（301）中进行处理后，由工控机（301）将最后得到的标定数据通过标定模块（305）发送至被测随动控制系统的随动控制装置（400）进行保存。

工控机（301）发送下一个调整指令到随动控制装置（400），随动控制装置（400）产生新的位置调整信息，再次将新的调整信息分别发送到相应的执行电机的控制端，两个执行电机再次根据收到的调整信息进行转动，以调整对应的受信仪的自整角机的位置信息，一直循环此过程直到误差调整到允许范围内。

最后，工控机（301）通过示波器功能和文件管理功能，对上述数据信息进行处理、显示、存储和打印输出。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神的前提提下，对本实用新型进行的改动均落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种随动控制系统的标定检测装置，其特征在于：包括用于执行俯仰转角运动的第一测试台（100）、用于执行水平转角运动的第二测试台（200）、标定测试装置（300），所述第一测试台（100）、第二测试台（200）的结构相同，均包括执行电机、齿轮传动箱，所述执行电机的转轴与齿轮传动箱的输入轴连接，所述齿轮传动箱的第一输出轴用于连接被测随动控制系统的受信仪的输入轴，第二输出轴连接测速电机的电机轴，所述执行电机的控制端用于连接被测随动控制系统的随动控制装置（400）的控制信号输出端；所述标定测试装置（300）包括工控机（301）、正弦信号发生器（302）、数据采集卡（303），所述工控机（301）的信号输出端连接正弦信号发生器（302）的信号输入端，正弦信号发生器（302）的第一信号输出端用于连接第一受信仪（401）的信号输入端，第二信号输出端用于连接第二受信仪（404）的信号输入端，所述数据采集卡（303）的信号输出端连接工控机（301）的信号输入端，数据采集卡（303）的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置（400）的数据信号输出端。

2.根据权利要求1所述的一种随动控制系统的标定检测装置，其特征在于：所述齿轮传动箱包括输入轴、传动轴、第一输出轴、第二输出轴，所述齿轮传动箱的输入轴的输入主动齿轮与传动轴上设置的输入从动齿轮啮合，所述传动轴上还设有第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与第一输出轴上设置的第一输出齿轮啮合，所述第二传动齿轮与第二输出轴上设置的第二输出齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的一种随动控制系统的标定检测装置，其特征在于：所述数据采集卡（303）的信号输入端连接一调理电路板（304）的信号输出端，该调理电路板（304）的信号输入端用于与被测随动控制系统的随动控制装置（400）的数据信号输出端连接。

4.根据权利要求3所述的一种随动控制系统的标定检测装置，其特征在于：所述数据采集卡（303）为模拟量输入板卡，即A/D卡，该A/D卡的分辨率为16位，通道数量为16个，采样频率为100K。

5.根据权利要求1所述的一种随动控制系统的标定检测装置，其特征在于：所述正弦信号发生器（302）包括至少两个信号控制器，用于分别发送俯仰控制信号和水平控制信号。

6.根据权利要求1所述的一种随动控制系统的标定检测装置，其特征在于：还包括标定模块（305），所述标定模块（305）的标定信息输入端与工控机（301）的标定信息输出端连接，该标定模块（305）的标定信息输出端用于与被测随动控制系统的随动控制装置（400）的标定数据输入端连接。

7.根据权利要求1所述的一种随动控制系统的标定检测装置，其特征在于：所述工控机（301）拥有示波器功能和文件管理功能，可以对数据进行处理、显示、存储和打印输出。