اختبار ثنائي المحورالمعدلالجدول هو قطعة أساسية من المعدات لاختبار أداء أنظمة الملاحة الثابتة وأنظمة التحكم في الموقف. من خلال محاكاة الحركة الزاوية لحامل في الفضاء ثنائي الأبعاد،يوفر مرجعيات موقف دقيقة وتحفيزات الحركة للأجهزة الثابتة (مثل المراوحة الحركية ومقاييس التسارع)النظامالمعدلطاولةالأداء الفني يحدد بشكل مباشر دقة وموثوقية الاختبار الثابت،ويعتمد النواة على مبادئ التحكم في الحركة عالية الدقة وتصميم هيكلي عالي الصلابة منخفض التداخل.المادةسوف يوضح المنطق الأساسي لمراقبة الحركة والتكنولوجيات الرئيسية والمكونات الأساسية للتصميم الهيكلي والاعتبارات التصميمية.الكشف عن الآلية الداخلية التي من خلالها يحقق محاكاة حركة زاوية عالية الدقة.

مبدأ التحكم في الحركة في اختبار ثنائي المحورالمعدل Tقادرة

الهدف الأساسي لمراقبة الحركة في اختبار الثبات على محورينالمعدلالجدول هو لتحقيق حركة زاوية مستقلة أو مرتبطة على محورين متعامدينأناs (عادةً المحور والقاعدةأنالتلبية متطلبات محاكاة الموقف في سيناريوهات الاختبار المختلفة، مثل دوران السرعة الثابتة، وضع الموقف الزاوي، والحوضيةالتذبذبيستند مبدأ التحكم له إلى نظام تحكم مغلق من "إنتاج الأوامر - ردود فعل الإشارة - تصحيح الأخطاء"واكتشاف دقة عالية لضمان دقة الحركة الزاوية الخروج وأداء الاستجابة الديناميكية.

(أ) منطق التحكم الأساسي: التحكم في الحلقة المغلقةالهيكل

نظام القياس والتحكم هو عنصر مهمالـالمعدلالجدولويمكن تلخيص وظائفها الرئيسية على النحو التالي: تنفيذ استراتيجية التحكم في الخدمة في النظام، وتحقيق الأداء الفني للنظام ووظائفه، وضمان عمل النظام العادي والآمن،وتشغيل موثوق به. 

1.المبدأ:المعدليعتمد التحكم في الجدول على نظرية التحكم في الأخطاء، حيث أن الفرق بين قيمة الأوامر وقيمة ردود الفعل هو الخطأ، والهدف المثالي للتحكم هو جعل الخطأ صفر.يتم معالجة هذا الخطأ بواسطة خوارزميات PID، خوارزميات تصحيح التغذية إلى الأمام ، خوارزميات تعويض الاحتكاك ، إلخ ، لتوليد قيمة الجهد.ثم يتم إخراج هذه القيمة الجهد من خلال لوحة D / A الصناعية القياسية كما المدخل إلى سائق المحركويقود سائق المحرك المحرك وفقا لجهد معين للسيطرة على المحرك.المعدلإطار الجدول لتدوير، ويتم اكتساب زاوية الدوران من قبل مكشف زاوية، تغذية مرة أخرى إلى برنامج التحكم (أي، قيمة ردود الفعل) من خلال وحدة قياس الزاوية وبطاقة اكتساب البيانات.ثم يتم مقارنة قيمة ردود الفعل هذه مع قيمة الأمر، وتستمر دورة التحكم هذه حتى يكون الخطأ صفر.

يستخدم النظام هيكل التحكم التابع يتكون من حلقة التيار التناظري وحلقة الموقع الرقمية. يتم التحكم في المدخلات إلى سائق المحرك عن طريق بطاقة تحويل D / A ،و سائق المحرك يقود المحرك لتحقيق التحكم في المحركينقل العمودان إشارات موقع العمود عن طريق ملفات تشفير الزاوية، والتي يتم إعادتها إلى برنامج التحكم من خلال وحدة قياس الزاوية وبطاقة اكتساب البيانات.نظام التحكم ثم يستخدم خوارزميات التحكم PID والخوارزميات التحكم المتقدمة قوية للسيطرة على لوحة التشغيل، وبالتالي تشكل حلقة الموقف في النظام. حلقة الموقف هي حلقة التغذية الراجعة الرئيسية للنظام ، مما يضمن دقة التحكم في النظام والمتطلبات الديناميكية.يتم تنفيذ الحلقة الحالية للنظام داخليا من قبل السائقهذه الحلقة الحالية تشكل ردود الفعل السلبية للاتجاه لتقليل تأثير تقلبات فولتاج إمدادات الطاقة، وتحسين خطية عزم التحكم،ومنع زيادة التيار في دائرة تحويل الطاقة والمحرك.

2.برنامج التحكم:المعدليتم تقسيم برنامج تحكم الجدول إلى طبقة أعلى (مستوى الإدارة المتكاملة) وطبقة أدنى (مستوى التحكم المباشر).تتواصل الطبقات العليا والسفلية عبر الذاكرة المشتركة وتنفذ على جهاز كمبيوتر واحدالطبقة العليا تشكل مستوى المراقبة المركزية والإدارة المتكاملةالمعدلالجدول، وخاصة تحقيق الإدارة المتكاملة عبر الإنترنت من العمليات غير في الوقت الحقيقي، واختبار الأداء، وإعدادات حماية السلامة، ووظائف المراقبة.الطبقة السفلى من البرنامج هي مستوى التحكم المباشرالمعدلنظام تحكم الطاولة، يستخدم لتشكيل حلقات تحكم مختلفة مستقلة.

نظام مراقبة مركزي (CMS) هو جهاز أجهزة مخصص داخل نظام التحكم.انه يتواصل مباشرة مع برنامج التحكم من خلال واجهة للسيطرة على حالة التشغيل من كل قناة نظام الخدمة، اكتشاف البيانات، وإدارة الإنذارات. يوفر CMS أيضًا وظائف حماية الأمن والتحكم المنطقي للنظام بأكمله.

3.مخطط التحكم بالخدمة: يحتوي نظام التحكم على قناين تحكم رقمي مستقلين ويتبنى نظام تحكم رقمي مع نظام محرك محرك الدوران المباشر الذي يتم التحكم به بواسطة الحاسوب الدقيق.حلقة ردود الفعل الرقمية للموقع الزاوي، تتكون من عناصر ردود فعل عالية الدقة ومحول رقمي، وتلبي متطلبات الدقة والأداء للنظام.استخدام جهاز كمبيوتر التحكم الصناعي كجهاز كمبيوتر التحكم الرئيسي لنظام الخدمة يضمن تحقيق أداء النظام وبشكل فعال تنفيذ استراتيجية مراقبة النظام، وبالتالي ضمان أداء النظام بالكامل.

يتكون التحكم بأكمله من أربعة مكونات: تحكم PID الكلاسيكي، تحكم إمداد فارورد ذو فارق مرحلي صفر على أساس التعويض المسبق للنقطة الصفرية، مكافئ الاحتكاك التكيفي،ومراقب قوي يقوم على مراقب اضطرابات.

تستخدم حلقة الموقف هيكل تحكم مركب ، يجمع بين التحكم في التغذية المقبلة والتغذية الارتجاعية. تكمن ميزتها في فصل أداء تتبع النظام عن استقراره.التحكم في التغذية المقبلة يحسن أداء التتبع دون التأثير على الاستقرار، في حين أن التحكم في الحلقة المغلقة يضمن استقرار النظام وقوته ضد الاضطرابات الخارجية وتغيرات المعلمات.

في تحكم الحلقة المغلقة في الموقف ، يتم استخدام طريقة تحكم قوية تستند إلى مراقب اضطرابات. يتم استخدام مراقب الاضطرابات لقمع اضطرابات عزم الدوران وتخطيط النظام.الفكرة الأساسية هي تساوي الاختلافات بين الكائن الفعلي ومخرج النموذج الاسمي الناجمة عن اضطرابات عزم دوران خارجي والتغيرات في معايير النموذج إلى مدخل التحكم، أي، لمراقبة اضطراب معادل وإدخال تعويض معادل في التحكم لقمع الاضطراب وتعزيز قوة نظام التحكم.تصميم الحلقة المغلقة الموقف يعتبر أساسا استقرار النظام والخطأ الموقف الساكن، وذلك باستخدام تدابير تصفية منطقية فعالة لتعليق الموقف لإزالة تأثير أخطاء البيت والتفسيرات الخاطئة.يستخدم جهاز التحكم الموقف الحلقة المغلقة التحكم المركب لضمان التشغيل السلس لنظام الحلقة المغلقة دون تجاوزيمكن تعديل معاييرها تكييفاً للتكيف مع الأحمال المختلفة، مما يعزز صلابة نظام التحكم لتغييرات المعلمات.

- التكنولوجيات الرئيسية: الكشف بدقة عالية وتعويض الأخطاء

تعتمد دقة التحكم في الحلقة المغلقة على الكشف عن ردود الفعل عالية الدقة وتعويض الخطأ الفعال ، والتي هي الدعم التكنولوجي الأساسي لتحكم الحركة من محورينالمعدلطاولة

1.تحديد الموقع الزاوي / السرعة الزاوية بدقة عالية: يتم استخدام عناصر الكشف عالية الدقة للحصول على حالة الحركة منالمعدلإطار الجدول في الوقت الفعلي، مما يوفر أساسا موثوقا لتصحيح الأخطاء. وتشمل عناصر الكشف المستخدمة عادة مشفرات الكهرباء الضوئية، المحولات الدوارة، ومزامنة الحث الدائري.من بينهم، المزامنة الحثية الدائرية تستخدم على نطاق واسع في الدقة العاليةالمعدلجداول بسبب دقة عالية، واستقرار عالية، وقدرات قوية ضد التدخل؛ المشفرات الضوئية، من ناحية أخرى،لديها مزايا سرعة الاستجابة السريعة والقرار العالي، مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات ذات متطلبات عالية للأداء الديناميكي. لزيادة تحسين دقة الكشف ، عادة ما تستخدم تقنية تقسيم متعدد الرؤوس.من خلال تضمين وتقسيم الإشارات من رؤوس القراءة المتعددة، يقلل تأثير أخطاء العلامة وأخطاء تركيب عناصر الكشف.

2.تقنية تعويض الأخطاء: هذه التكنولوجيا، التي تجمع بين البرمجيات والأجهزة، تعوض عن الأخطاء المنهجية والعشوائية الموجودة أثناء التشغيلالمعدلحركة الجدول، وهي حاسمة لتحسين دقة التحكم. الأخطاء المنهجية تشمل أساسا أخطاء النقل الميكانيكي، أخطاء الإطار الهندسي (مثل أخطاء التخطيط بين محورين،التدفق الشعاعي والمحوري لنظام العمود)، وأخطاء المنطقة الميتة للمحرك. تشمل الأخطاء العشوائية بشكل رئيسي اضطرابات الحمل ، وانحراف درجة الحرارة ، والاهتزازات الخارجية. تشمل استراتيجيات التعويض: أولاً ، تعويض المعايرة خارج الاتصال ،والتي تستخدم معدات قياس عالية الدقة مثل مقاييس التداخل بالليزر لتعديل الأخطاء المنهجية، إنشاء نموذج خطأ، واستدعاء النموذج في الوقت الحقيقي أثناء التحكم لإلغاء الأخطاء؛ ثانيًا، التعويض التكيفي عبر الإنترنت،الذي يستخدم خوارزميات التحكم التكيفية لتحديد الأخطاء العشوائية مثل اضطرابات الحمل وتحرك درجة الحرارة في الوقت الحقيقي، وتعديل بديناميكية معايير التحكم، وتحسين القدرة على مكافحة التدخل في النظام.

التصميم الهيكلي لاختبار الثبات على محورينالمعدلالجدول

التصميم الهيكلي لجهاز الثبات ذو محورينمعدل الاختباريجب أن تلبي الطاولة المتطلبات الأساسية للدقة العالية، والصلابة العالية، وانخفاض التداخل، وخفة الوزن." يجب أن يضمن أن الهيكل الميكانيكي يمكن أن تنقل بدقة الحركة مع تقليل تأثير تدخلها على دقة الاختبارتتكون بنيتها الأساسية من:المعدلإطار الطاولة، وتركيب نظام العمود، وآلية النقل، وهيكل الدعم، وأجهزة الحماية.تصميم كل جزء يحدد مباشرة الأداء الميكانيكي ودقة الاختبارالمعدلطاولة

(أ) تكوين هيكل النواة

1.Tقابلة للإطار: كمكون أساسي لدعم عينة الاختبار وتحقيق الحركة الزاوية ، فإنه يتكون من إطار داخلي (إطار محور الطول) وإطار خارجي (إطار محور الأزيموث) ،والتي ترتبط بشكل مستقيم بواسطة مجموعة من أنظمة المحوريجب أن يكون تصميم الإطار متوازناً بين الصلابة والخفيفة الوزن: فإن عدم كفاية الصلابة ستسبب تشوهًا أثناء الحركة ، مما يؤثر على دقة الوضع.الوزن المفرط سيزيد من حمولة المحرك وتقلل من أداء الاستجابة الديناميكيةيتم استخدام سبيكة الألومنيوم عالية القوة عادةً كمادة الإطار. يتم استخدام تحليل العناصر النهائية لتحسين هيكل الإطار ،ويتم إضافة الأضلاع المعززة إلى المناطق الرئيسية لتحسين صلابة الهيكل مع تقليل الوزن.

2.تجميع نظام العمود: هذا هو المكون الأساسي الذي يضمن الحركة الزاوية عالية الدقةأكلتالجدول ، يحدد مباشرة دقة الدوران واستقرار نظام العمود. يتكون مجمع نظام العمود أساسا من الغزل ، والحاويات ، وغطاء المحامل ، وآليات القفل.لتحسين دقة الدوران, high-precision rolling bearings (such as angular contact ball bearings and tapered roller bearings) or hydrostatic bearings (gas hydrostatic bearings and liquid hydrostatic bearings) are typically usedتحتوي محامل التدحرج على مزايا البنية البسيطة والتكلفة المنخفضة والاستجابة السريعة ، مما يجعلها مناسبة للدقة المتوسطة إلى العاليةالمعدلمن الجداول. تساعد محامل هيدروستاتيكية المدو من خلال فيلم زيت / غاز يتكون من غاز أو سائل ذو ضغط عال، مع تشغيل بدون اصطدام، وانخفاض ارتداء ودقة دوران عالية،مما يجعلها مناسبة للدقة العالية للغاية rأكلتالجداول. أثناء تجميع نظام العمود ، يجب أن يتم التحكم بدقة في الحامل المسبق للحد من التدفق الإشعاعي والمحوري للدوامة.يتم استخدام تصميم تعويض درجة الحرارة للحد من تأثير تغير درجة الحرارة على دقة نظام العمود.

3.آلية النقل: مسؤولة عن نقل حركة المحرك إلىالمعدلإطار الطاولة، دقة انتقالها تؤثر بشكل مباشرالمعدلدقة التحكم في الحركة من الجدول. وتشمل طرق نقل شائعة محرك مباشر والحركة غير المباشرة: محرك مباشر (حركة دي دي) يربط الدوار المحرك مباشرة إلىالمعدلإطار الجدول، والإزالة من روابط النقل الوسيطة. لديها مزايا دقة نقل عالية، استجابة سريعة، وبدون رد فعل عكسية النقل،مما يجعلها طريقة نقل مفضلة للدقة العاليةالمعدلالمواصفات. القيادة غير المباشرة تنقل الحركة من خلال مكونات ناقل السيارات مثل المكالمات، الأحزمة المزامنة، ومسامير الرصاص. وهي مناسبة للسيناريوهات مع الأحمال الثقيلة،ولكن يتطلب الدقة المعالجة والتجميع للسيطرة على رد الفعل العكسي لنقل وتقليل أخطاء النقل.

4.هيكل الدعم والأجهزة الوقائية: يتم استخدام الهيكل الداعم، بما في ذلك القاعدة والقوس، لتثبيت المكونات المختلفة للجهاز.المعدليجب أن يكون لها صلابة واستقرار كافية لمنع الاهتزازات الخارجية من التأثير علىالمعدلحركة الطاولة. يتم استخدام الحديد الزهري أو الجرانيت عادة كمادة أساسية. الجرانيت لديه مقاومة جيدة للصدمات والاستقرار، ويمتص بشكل فعال الاهتزازات وتحسينالمعدلالجهاز الوقائي يستخدم بشكل رئيسي لحماية المكونات الداخلية للجهازالمعدلمائدة، منع الغبار والرطوبة، الخ من دخول نظام العمود وآلية النقل، مع منع حوادث السلامة أثناء الاختبار.هذه عادة ما تشمل أغطية الختم والسلامة الشباكs.

- النقاط الرئيسية للتصميم الهيكلي

1.تصميم العرضية ذو المحورين: خطأ التقاطع بين المحورين هو خطأ هندسي رئيسي يؤثر على دقة الربط بين المحورين ، ويجب ضمانه من خلال التصميم الدقيق والتجميع.خلال مرحلة التصميم الهيكلي، يتم تحسين موقع تركيب مكونات نظام العمود من خلال النمذجة ثلاثية الأبعاد لضمان أن خطوط مركز المحورين متعامدة بدقة. خلال عملية التجميع،يستخدم جهاز التداخل بالليزر للقياس في الوقت الحقيقي، ويتم التحكم في خطأ الارتجاعية في غضون بضع ثواني عن طريق ضبط دقة تركيب غطاء المحامل.

2.تصميم التوازن الخفيف والديناميكي: توزيع الوزن غير المتساو بينالمعدلإطار الطاولة والحمل يمكن أن تولد قوة الطرد المركزي أثناء الحركة، مما يسبب الاهتزاز وتؤثر على الدقة الديناميكية.المعدلإطار الجدول ضروري، جنبا إلى جنب مع اختبار التوازن الديناميكي وتصحيح للقضاء على الكتلة الغريبة. تشمل تصحيح التوازن الديناميكي عادة إضافة أو إزالة الأوزان للسيطرة علىالمعدلعدم توازن الطاولة ضمن الحد الأدنى لضمان الاستقرار أثناء دوران السرعة العالية.

3.تصميم قمع التداخل: التدخل الميكانيكي منالمعدلالطاولة نفسها (مثل الاحتكاك في المحامل ومرحلة نقل) والتداخلات الخارجية (مثل الاهتزازات وتغيرات درجة الحرارة) يمكن أن تؤثر بشدة على دقة الاختبار ،ويجب قمعها من خلال التصميم الهيكليأولاً ، يتم اعتماد تصميم عزل اهتزاز ، ووضع وسائد عزل اهتزاز أو منصات بين القاعدة والأرض لاستيعاب الاهتزازات الخارجية.يتم اعتماد تصميم لتحكم درجة الحرارة، تركيب أجهزة التدفئة والتبريد وأجهزة استشعار درجة الحرارة داخلالمعدلالجدول للتحكمالمعدلدرجة حرارة الجدول في الوقت الحقيقي، مما يقلل من تأثير تغيرات درجة الحرارة على دقة العمود وخصائص المواد.يتم تحسين تصميم الأسلاك والأنابيب لتجنب التوتر والاحتكاك بين الكابلات والأنابيب أثناءالمعدلحركة الطاولة، وتقليل عزم التداخل.

4.تثبيت قطعة الاختبار وتصميم الواجهة: يؤثر دقة تثبيت قطعة الاختبار بشكل مباشر على موثوقية نتائج الاختبار ، مما يتطلب تصميم واجهة تثبيت عالية الدقة ومرجع تحديد الموقع.تستخدم طرق تحديد الموقع مثل تحديد موقع الدبابيس والشظايا النهائية عادة لضمان أن مركز تركيب قطعة الاختبار يتزامن مع مركز دوران القطعة.المعدلجدول. في الوقت نفسه ، يجب حجز واجهات الإشارة والطاقة اللازمة لتسهيل الاتصال بين قطعة الاختبار وأنظمة الاختبار الخارجية ،و يجب أن يتجنب تصميم الواجهة التأثير علىالمعدلنطاق حركة الطاولة ودقة.

III. الاستنتاج

مبدأ التحكم في الحركة والتصميم الهيكلي لاختبار الثابتية ذو المحورينالمعدلالطاولة تشكل كلية عضوية، والمتطلبات العالية للدقة في التحكم في الحركة تعتمد على صلابة عالية وانخفاض التداخل في تصميم الهيكل،بينما تحسين التصميم الهيكلي يوفر أساسا صلبا لتنفيذ خوارزميات التحكم في الحركةمع تطور تكنولوجيا الملاحة الثابتة نحو دقة أعلى وتصغير الأداء ، فإن متطلبات الأداء للاختبار الثابت في المحورينالمعدلالموائد تزداد باستمرار. it is necessary to further integrate advanced control algorithms (such as intelligent control and robust control) with high-precision structural design technologies (such as additive manufacturing and precision assembly) to continuously improve the testing accuracy، أداء الاستجابة الديناميكية، وموثوقيةالمعدلالمجلس، مما يوفر دعما قويا لتطوير تكنولوجيا الثبات.