[发明专利]一种路面波动条件下非平衡身管俯仰性能实验装置

说明书

本发明公开了一种路面波动条件下非平衡身管俯仰性能实验装置，涉及流体传动与伺服控制技术领域。为了克服控制精度不够理想，未考虑实战路面波动条件对系统控制性能的影响的缺陷，本发明提供一种路面波动条件下非平衡身管俯仰性能实验装置，包括电控组件和机械组件，电控组件包括二路，机械组件包括路面模拟平台、路面模拟平台支撑台架、伺服系统底座、身管台架和非平衡身管，姿态传感器一和姿态传感器二分别安装于非平衡身管和路面模拟平台上，分别对路面模拟平台和非平衡身管姿态进行高精度实时检测。本发明可以实现身管的高精度控制，有效测试路面波动条件下非平衡身管俯仰控制性能。

技术领域

本发明属于流体传动与伺服控制技术领域，涉及一种路面波动条件下非平衡身管俯仰性能实验装置。

背景技术

非平衡身管是广泛应用于武器装备领域的一种结构，由于其重心与旋转支点不在同一位置而会产生非平衡力矩。此外，路面波动会引起载体上下颠簸，不利于身管俯仰性能的高精度控制。然而，身管俯仰系统的高精度控制对火炮武器射击精度至关重要。因此，设计路面波动条件下非平衡身管俯仰性能实验装置对火炮武器系统具有极其重要的意义。

在现今的身管俯仰性能实验装置之中，更多是采用基于驱动源的平衡装置进行身管非平衡力矩平衡，基于驱动源的平衡装置包括主动平衡装置和被动平衡装置两大类。其中，基于驱动源的被动平衡装置需要先预估当前时刻的非平衡质量，然后以电机伺服系统或三腔液压缸结合蓄能器进行非平衡质量的平衡，电机伺服系统仅适用于较小非平衡质量的炮管，且由于过多依赖对非平衡质量的预估而导致平衡精度不高；而基于驱动源的主动平衡装置，通常是利用三腔液压缸的平衡腔实现对火炮身管非平衡质量的主动控制，但由于未考虑路面波动影响因而是一种静态工况下的身管控制装置，难以真实模拟实战工况条件。综合以上，现有身管俯仰性能实验装置存在的问题主要是控制精度不够理想，未考虑实战路面波动条件对系统控制性能的影响。

发明内容

本发明要克服已有技术存在的精度不够理想，未考虑实战路面波动条件对系统控制性能的影响的缺陷，提出一种路面波动条件下非平衡身管俯仰性能实验装置。

为了达到本发明的目的，本发明的技术解决方案是：一种路面波动条件下非平衡身管俯仰性能实验装置，包括电控组件和机械组件，

所述电控组件包括二路，其中一路包括依次相接的STM32控制器、调理电路、伺服放大器、射流管伺服阀、油滤、压力传感器和液压缸，液压油站与射流管伺服阀相接并为射流管伺服阀提供油液压力，还有一路是依次相接的晶体管型PLC、伺服驱动器和伺服电动缸；

所述机械组件包括路面模拟平台、路面模拟平台支撑台架、伺服系统底座、身管台架和非平衡身管，所述路面模拟平台支撑台架安装于伺服系统底座和路面模拟平台的一端之间，所述身管台架设置于路面模拟平台与非平衡身管的一端之间，路面模拟平台支撑台架与身管台架位于同一端；所述液压缸的上下端与路面模拟平台和非平衡身管的另一端的一对耳轴相接，伺服电动缸的上下端与伺服系统底座和路面模拟平台的另一端的一对耳轴相接；

所述姿态传感器一和姿态传感器二分别安装于非平衡身管和路面模拟平台上，姿态传感器一和姿态传感器二的数据输出接于STM32控制器， STM32控制器输出控制电压至调理电路，经过伺服放大器进行射流管伺服阀的控制；压力传感器采集液压缸压力送入STM32控制器，液压油站为射流管伺服阀提供油液压力，在油滤进行油液杂质过滤下，在压力传感器的不断数据输入下通过STM32控制器完成对液压缸的驱动，进而实现对非平衡身管的俯仰控制；

所述晶体管型PLC作为控制器发高速脉冲至伺服驱动器，控制伺服电动缸动作实现对路面模拟平台的旋转驱动。

进一步的，上述调理电路采用并联的单放大器和串级双放大器分别实现3.3V内电压精准正向跟随和反向跟随，经过单刀双掷模拟开关选择一路分时输出电压信号作为驱动信号输出给伺服放大器进行后续射流管伺服阀的驱动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：