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二維轉(zhuǎn)臺在工業(yè)和軍事上廣泛應(yīng)用。根據(jù)用途不同雙軸精密伺服轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)形式各不相同，分為地平式、赤道式。地平式又分為U型結(jié)構(gòu)、T型結(jié)構(gòu)、球形結(jié)構(gòu)。但無論哪種結(jié)構(gòu)它們共同的特點(diǎn)是有兩個(gè)正交的精密回轉(zhuǎn)軸系及足夠的系統(tǒng)剛度
二維轉(zhuǎn)臺在工業(yè)和軍事上廣泛應(yīng)用。根據(jù)用途不同雙軸精密伺服轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)形式各不相同，分為地平式、赤道式。地平式又分為U型結(jié)構(gòu)、T型結(jié)構(gòu)、球形結(jié)構(gòu)。但無論哪種結(jié)構(gòu)它們共同的特點(diǎn)是有兩個(gè)正交的精密回轉(zhuǎn)軸系及足夠的系統(tǒng)剛度。
了解一種高精度二維伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，查閱二維伺服轉(zhuǎn)臺的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)、誤差分析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和控制算法的設(shè)計(jì)。
1.1國內(nèi)外轉(zhuǎn)臺的發(fā)展?fàn)顩r
轉(zhuǎn)臺是一種復(fù)雜的集光機(jī)電一體的現(xiàn)代化設(shè)備，在航空、航天領(lǐng)域中進(jìn)行半實(shí)物仿真和測試，在飛行器的研制中起著關(guān)鍵的作用，它能夠模擬飛行器的各種姿態(tài)角運(yùn)動，復(fù)現(xiàn)其運(yùn)動時(shí)的各種動力學(xué)特性，對飛行器的制導(dǎo)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及相應(yīng)器件的性能進(jìn)行反復(fù)測試，獲得充分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)，達(dá)到飛行器總體設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)要求。
在國際上，由于慣性制導(dǎo)技術(shù)受到世界上技術(shù)先進(jìn)國家和發(fā)展中國家的普遍重視，所以美國、俄羅斯、英國、法國、瑞士、中國、印度等國都投入了大量的資金和人力從事轉(zhuǎn)臺的研制。其中，美國的轉(zhuǎn)臺研究一直處于世界領(lǐng)先水平，其次，德國、英國、法國和瑞士等國研制的轉(zhuǎn)臺也具有一定代表性，性能和質(zhì)量僅次于美國。
世界上的第一臺轉(zhuǎn)臺是1945年由美國麻省理工學(xué)院儀表實(shí)驗(yàn)室(MITInstrumentation lab)研制成功的，定為A型轉(zhuǎn)臺，采用普通滾珠軸承，用交流力矩電機(jī)驅(qū)動，角位置測量元件采用滾珠與微動開關(guān)，由于采用的元件精度比較低，加上沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，該轉(zhuǎn)臺存在許多缺點(diǎn)，精度也只能達(dá)到角分級，實(shí)際上沒有投入使用。隨后，美國的歐思一伊利諾斯公司的菲克(Fecker)系統(tǒng)分公司又研制出了T-800型伺服轉(zhuǎn)臺，它標(biāo)志著美國的轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新水平。六十年代開始對轉(zhuǎn)臺的重要部件如軸承、驅(qū)動馬達(dá)和監(jiān)測元件進(jìn)行了系統(tǒng)的改進(jìn)，研制成功了專用于轉(zhuǎn)臺的空氣軸承和液壓軸承，大調(diào)速比、高精度的液壓馬達(dá)和高分辨率的檢測元件，把轉(zhuǎn)臺的技術(shù)水平推向了一個(gè)新臺階。同時(shí)誕生了一些專業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)臺的公司，如美國的CGC(Contraves-Goerz Corporation現(xiàn)己改組)公司、Carco公司(Carco Electronics，現(xiàn)已并入歐洲的Acutronic公司)、德國的MBB公司等。
我國的轉(zhuǎn)臺研制雖然比發(fā)達(dá)國家起步晚，但這些年來也取得了一定的成就，特別是近幾年來，轉(zhuǎn)臺的研制得到了很大的發(fā)展。目前，國內(nèi)也有很多研究機(jī)構(gòu)和高校在從事轉(zhuǎn)臺的研究與開發(fā)，例如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中航303所、中船6354所、南京航空航天大學(xué)等。我國在20世紀(jì)60年代自主研發(fā)和制造了第一臺液壓飛行仿真轉(zhuǎn)臺，為我國早期飛行器控制和制導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。進(jìn)入80年代后，我國將數(shù)字控制引入到了轉(zhuǎn)臺控制中，用軟件實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜控制規(guī)律，參數(shù)調(diào)整也比模擬控制器方便，將我國的轉(zhuǎn)臺研究開發(fā)帶入了一個(gè)新的時(shí)代。1990年，中航303所研制成功了SGT 1型三軸捷聯(lián)慣導(dǎo)測試轉(zhuǎn)臺，這是我國第一臺計(jì)算機(jī)控制的高精度三軸慣導(dǎo)測試臺。進(jìn)入90年代以來，轉(zhuǎn)臺的研制進(jìn)入了數(shù)字和模擬的要求也越來越高，這就對轉(zhuǎn)臺的設(shè)計(jì)和整定提出了更高的要求。
國內(nèi)也研制了許多不同形式不同用途的精密伺服轉(zhuǎn)臺，從國內(nèi)產(chǎn)品上看在相同結(jié)構(gòu)剛度的前提下國內(nèi)產(chǎn)品做的較重，載荷較小，這給小型化、機(jī)動性帶來很大困難。由于國外相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)口始終處于嚴(yán)控狀態(tài)。因此只能立足于自己研制。而自己研制需要解決的問題是如何在結(jié)構(gòu)上做到輕質(zhì)量高剛度、高精度。
1.1.1轉(zhuǎn)臺的分類
飛行仿真轉(zhuǎn)臺是半實(shí)物飛行仿真試驗(yàn)系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，它能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下真實(shí)地模擬飛行器在空中飛行時(shí)的各種姿態(tài)，復(fù)現(xiàn)其動力學(xué)特征，從而對飛行器的飛行控制系統(tǒng)或?qū)Ш街茖?dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和測試，并據(jù)此對其設(shè)計(jì)和改進(jìn)，以達(dá)到理想的性能指標(biāo)。
飛行仿真轉(zhuǎn)臺的分類方法有很多種，現(xiàn)簡述如下：
1、按飛行仿真轉(zhuǎn)臺所采用的伺服系統(tǒng)能源種類區(qū)分，可以分成兩類：
?。?）電動轉(zhuǎn)臺：控制臺體運(yùn)動的伺服系統(tǒng)全部是電氣伺服系統(tǒng)。
?。?）電氣-液壓轉(zhuǎn)臺（簡稱液壓轉(zhuǎn)臺）：控制臺體運(yùn)動的伺服系統(tǒng)是電氣一液壓伺服系統(tǒng)。
2、按飛行仿真轉(zhuǎn)臺采用的伺服系統(tǒng)控制信號特性區(qū)分，可以分成三類：
（1）模擬控制式轉(zhuǎn)臺:轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)中的控制信號是模擬量。
?。?）數(shù)字控制式轉(zhuǎn)臺:轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)中的控制信號是數(shù)字量。
?。?）數(shù)一?；旌峡刂剖睫D(zhuǎn)臺：轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)中的控制信號為上述兩種控制信號兼有，即既有模擬量，也有數(shù)字量。
3、按飛行仿真轉(zhuǎn)臺臺面所復(fù)現(xiàn)的角運(yùn)動的自由度區(qū)分，可分為：
?。?）一自由度：臺面運(yùn)動只有一個(gè)自由度，也稱單軸轉(zhuǎn)臺，它只能模仿飛行器在一個(gè)平面內(nèi)的角運(yùn)動。
?。?）二自由度：臺面有兩個(gè)角運(yùn)動的自由度，也稱雙軸轉(zhuǎn)臺。
?。?）三自由度：臺面運(yùn)動具有三個(gè)角運(yùn)動的自由度，也稱三軸轉(zhuǎn)臺。
?。?）五自由度：臺體具有跟蹤飛行器三個(gè)角運(yùn)動姿態(tài)模擬和跟蹤目標(biāo)兩個(gè)角運(yùn)動模擬，也稱五軸臺。
1.1.2轉(zhuǎn)臺的功能
轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)具備如下功能：
?。?）轉(zhuǎn)角位置伺服控制
轉(zhuǎn)臺工作在位置伺服控制力一式，可以按給定位置指令要求伺服調(diào)節(jié)各框的位置，并具有所要求的頻率響應(yīng)品質(zhì)。
?。?）轉(zhuǎn)角速度伺服控制
轉(zhuǎn)臺工作在速度伺服控制方式，可以按給定速度指令要求伺服調(diào)節(jié)各框的速度，并具有所要求的頻率響應(yīng)品質(zhì)。
?。?）轉(zhuǎn)臺限位告警
轉(zhuǎn)臺限位有軟限位和硬限位兩種:轉(zhuǎn)臺的軟限位是在控制器面板上任意設(shè)置限位值，當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角大于軟限位值時(shí)，由軟件程序處理發(fā)出限位告警指示和保護(hù)指令。轉(zhuǎn)臺硬限位由安裝在臺體的限位開關(guān)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)角大于硬限位值時(shí)，限位開關(guān)閉合，接通轉(zhuǎn)臺的保護(hù)與告警電路，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)入保護(hù)動作。
?。?）轉(zhuǎn)臺保護(hù)告警
轉(zhuǎn)臺的保護(hù)：功率放大器故障、轉(zhuǎn)臺越位、手動應(yīng)急等。當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)臺保護(hù)時(shí)，轉(zhuǎn)臺控制器響應(yīng)動作為:轉(zhuǎn)臺位置閉環(huán)控制回路為低增益，轉(zhuǎn)臺位置環(huán)輸入為零，切斷功率放大器的伺服電源，轉(zhuǎn)臺伺服電機(jī)與功率放大器脫離，轉(zhuǎn)臺伺服電機(jī)線圈短接。
（5）轉(zhuǎn)角的實(shí)時(shí)顯示
轉(zhuǎn)臺控制器能提供轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角的實(shí)現(xiàn)數(shù)值顯示，一般轉(zhuǎn)角指示分辨率0.01°。
?。?）微機(jī)監(jiān)控
轉(zhuǎn)臺數(shù)字控制器采用微機(jī)數(shù)字控制，轉(zhuǎn)臺控制具有與上位微機(jī)接口的能力。轉(zhuǎn)臺控制器可以接受監(jiān)控器的指令或上位微機(jī)的指令，并可使轉(zhuǎn)臺的位置傳送到上位微機(jī)。
?。?）緊急停車
當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，或當(dāng)操作人員認(rèn)為必要時(shí)，可以按下應(yīng)急鍵，使轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)進(jìn)入緊急停車狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)臺進(jìn)入緊急停車狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)臺的控制動作與保護(hù)動作相同。
1.2伺服技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
伺服控制技術(shù)的發(fā)展是和控制理論及控制器件的發(fā)展緊密相連，功率驅(qū)動裝置的發(fā)展歷史就是伺服控制技術(shù)的歷史。世界上第一個(gè)伺服系統(tǒng)是由美國麻省理工學(xué)院輻射實(shí)驗(yàn)室于1944年研制成功的火炮自動跟蹤目標(biāo)伺服系統(tǒng)。這種早期的伺服系統(tǒng)是采用交磁電機(jī)擴(kuò)大機(jī)—直流電動機(jī)的驅(qū)動方式，由于交磁電機(jī)的頻率響應(yīng)差，電動機(jī)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動慣量及電氣時(shí)間常數(shù)都比較大，因此響應(yīng)速度比較慢。
第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事上的需要，武器系統(tǒng)和飛機(jī)的控制系統(tǒng)以及加工復(fù)雜零件的機(jī)床控制系統(tǒng)均提出了大功率、高精度、快響應(yīng)的系統(tǒng)要求。首先液壓伺服技術(shù)迅速得到發(fā)展，到了50年代末、60年代初，有關(guān)電液伺服計(jì)算的基本理論日趨完善，電液伺服系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于武器、軍艦、航空、航天等軍事部門及高精度機(jī)床控制。伴隨機(jī)電伺服系統(tǒng)元?dú)饧阅艿耐黄?，尤其?957年可控的大功率半導(dǎo)體器件—晶閘管問世，由它組成的靜止式可控整流裝置無論在運(yùn)行性能還是可靠性都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，二十世紀(jì)70年代以來，國際上電力電子技術(shù)突飛猛進(jìn)，推出了新一代的開和關(guān)都能控制的“全控式”電力電子器件，如晶閘管、大功率晶體管、場效應(yīng)管等。與此同時(shí)，稀土永磁材料的發(fā)展和電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，相繼研制出了力矩電機(jī)、印制繞組電機(jī)、無槽電機(jī)、大慣量寬調(diào)速電機(jī)等執(zhí)行元件，并與脈寬調(diào)制式變壓器相配合，進(jìn)一步改善了伺服性能?？刂萍夹g(shù)的發(fā)展不斷對伺服系統(tǒng)的性能提出更高的要求，近年來，隨著數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，新型傳感器件的大量涌現(xiàn)，使得伺服驅(qū)動控制技術(shù)有了顯著進(jìn)步。特別是將計(jì)算機(jī)與伺服系統(tǒng)相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)成為伺服系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，在伺服系統(tǒng)中利用計(jì)算機(jī)來完成系統(tǒng)的校正、改變伺服系統(tǒng)的增益、帶寬、完成系統(tǒng)管理、監(jiān)控等任務(wù)，使伺服系統(tǒng)向智能化，數(shù)字化的方向發(fā)展。伺服控制技術(shù)新的發(fā)展和變化的主要方面如下：
（1）從直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)向交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
20世紀(jì)以來，在需要可逆、可調(diào)速與高性能的電氣傳動技術(shù)領(lǐng)域，相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)幾乎都是采用直流電氣傳動系統(tǒng)。隨著電力電子學(xué)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代電機(jī)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為交流電氣傳動產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)造了有利條件，使得交流傳動逐漸具備了寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動態(tài)響應(yīng)等良好的技術(shù)性能，并實(shí)現(xiàn)了交流調(diào)速裝置的產(chǎn)品系列化，由于其良好的技術(shù)性能，取代直流電動機(jī)調(diào)速傳動己是必然的發(fā)展趨勢。
（2）從模擬伺服系統(tǒng)向數(shù)字伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
在我國，數(shù)字伺服系統(tǒng)的研究已由實(shí)驗(yàn)室研究階段步入應(yīng)用階段，在許多行業(yè)已批量生產(chǎn)，數(shù)字伺服系統(tǒng)在大多數(shù)應(yīng)用場合取代模擬伺服系統(tǒng)將是必然趨勢，產(chǎn)生這一趨勢的原因如下:自動控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)是數(shù)字伺服系統(tǒng)技術(shù)的兩個(gè)最主要依托。自動控制理論的高速發(fā)展，為數(shù)字伺服系統(tǒng)研制者提供了不少新的控制規(guī)律以及相應(yīng)的分析和綜合方法；計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為數(shù)字伺服系統(tǒng)研制者提供了實(shí)現(xiàn)這些控制規(guī)律的現(xiàn)實(shí)可能性。以計(jì)算機(jī)作為控制器、基于現(xiàn)代控制理論的伺服系統(tǒng)，其品質(zhì)指標(biāo)無論是穩(wěn)態(tài)，還是動態(tài)都相應(yīng)達(dá)到了前所未有的水平，比模擬式伺服系統(tǒng)高得多。
?。?）從經(jīng)典傳統(tǒng)伺服控制向現(xiàn)代伺服控制的發(fā)展趨勢
應(yīng)用經(jīng)典理論來分析伺服系統(tǒng)，首先必須建立數(shù)學(xué)模型，但是由于許多因素難以一一考慮，許多參數(shù)難以精確確定，這種數(shù)學(xué)模型常常不能很好地反映系統(tǒng)的實(shí)際情況，有時(shí)甚至?xí)贸鲥e(cuò)誤的結(jié)論。60年代前后發(fā)展起來的現(xiàn)代控制理論適應(yīng)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展，具有許多經(jīng)典理論難以比擬的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代控制理論在伺服系統(tǒng)中將得到廣泛的應(yīng)用，如模糊控制，自適應(yīng)控制，專家控制、最優(yōu)控制等先進(jìn)的控制策略。
?。?）高精度發(fā)展的趨勢
隨著伺服控制系統(tǒng)所用的器件的高速發(fā)展、先進(jìn)的控制算法在伺服控制的應(yīng)用和位置測量元件的測量精度的提高，使伺服控制系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展，以適應(yīng)現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。
1.3伺服控制技術(shù)的特征
伺服控制技術(shù)是自動化學(xué)科中與產(chǎn)業(yè)部門聯(lián)系最緊密、服務(wù)最廣泛的一個(gè)分支。它經(jīng)歷了發(fā)電動機(jī)系統(tǒng)、交磁電機(jī)擴(kuò)大機(jī)控制、晶閘管控制、晶體管控制、集成電路控制、計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展過程，至今進(jìn)入了全新的鼎盛時(shí)期?，F(xiàn)代伺服控制技術(shù)的主要特征為：
?。?）全控型電力電子器件組成的脈沖寬度調(diào)制技術(shù)在伺服系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。
?。?）各種伺服控制元件與線路向著集成化、功能化、模塊化、智能化、便于計(jì)算機(jī)控制的方向發(fā)展。
（3）伺服系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)及自診斷技術(shù)伴隨著系統(tǒng)功能、性能復(fù)雜化程度的升級而受到人們的普遍重視。
1.4伺服系統(tǒng)的組成
伺服系統(tǒng)是用來控制被控對象的某種狀態(tài)（一般是轉(zhuǎn)角和位移），使其能自動地、連續(xù)地、精確地復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律。它的組成有檢測裝置，用來檢測系統(tǒng)的輸出信號，有放大裝置和執(zhí)行部件，為使各部件之間有效地組配和使系統(tǒng)具有良好的工作品質(zhì)，一般還有信號轉(zhuǎn)換線路和補(bǔ)償裝置，相應(yīng)的能源設(shè)備、保護(hù)裝置、控制設(shè)備和其它輔助設(shè)備。
1.5研制高精度伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的背景和意義
在軍事上，雷達(dá)天線的自動瞄準(zhǔn)跟蹤控制，高射炮，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈發(fā)射架的瞄準(zhǔn)運(yùn)動控制，坦克，軍艦的炮塔運(yùn)動控制等都是基于對二維數(shù)控轉(zhuǎn)臺的運(yùn)動控制，所以對其進(jìn)行研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。所以說轉(zhuǎn)臺性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真試驗(yàn)的可靠性和置信度，是保證航空航天型號產(chǎn)品及武器系統(tǒng)精度和性能的基礎(chǔ)，在航空航天工業(yè)和國防建設(shè)的發(fā)展中具有重要的意義。轉(zhuǎn)臺也是機(jī)電實(shí)驗(yàn)室中常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對提高實(shí)驗(yàn)室科技水平有著重要的意義。
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，電子戰(zhàn)所發(fā)揮的作用越來越重要，如兩次海灣戰(zhàn)爭，美國為首的多國部隊(duì)充分發(fā)揮了電子對抗設(shè)備的綜合效能，使其獲得了戰(zhàn)爭的巨大成功。海灣戰(zhàn)爭的大量生動的事實(shí)，使我看到了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的含義和電子戰(zhàn)重要性。我國周邊地區(qū)局勢不容樂觀，特別是維護(hù)我國領(lǐng)土的完整性，對有分裂趨向的勢力保持有足夠的威懾力，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，發(fā)展電子對抗系統(tǒng)是非常必要的。
過去，在電子戰(zhàn)的領(lǐng)域中，人們只注意偵察、預(yù)警設(shè)備和各種干擾手段的發(fā)展，往往忽略了如何將它們有機(jī)地結(jié)合起來發(fā)揮更有效的作用。將這些設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來，必須要有高性能的控制平臺，這就需要對雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)的跟蹤、定位精度有更高的要求，研制高性能的伺服控制系統(tǒng)對國防事業(yè)有著重要的作用。
國內(nèi)相關(guān)單位對轉(zhuǎn)臺伺服研究主要集中在以下三個(gè)方面：
?。?）對用于慣導(dǎo)測試和運(yùn)動仿真的轉(zhuǎn)臺研究，用于此目的伺服轉(zhuǎn)臺的技術(shù)指標(biāo)高，如中航303所研制的單軸，雙軸，三軸慣導(dǎo)測試和運(yùn)動仿真設(shè)備的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)，它們典型的技術(shù)指標(biāo)為角度精度是±2~±30"，其中TDC-2型陀螺動態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)的轉(zhuǎn)臺精度在±2"，STS-210P型單自由度目標(biāo)視線運(yùn)動仿真器，另外如航天一院102所研制的DSW-O1單軸速率位置轉(zhuǎn)臺的性能指標(biāo)，位置分辨率為0.005，中船6354所的ST-160，ST-380型單軸位置轉(zhuǎn)臺。
?。?）對數(shù)控機(jī)床的伺服轉(zhuǎn)臺的研制。
?。?）對雷達(dá)伺服轉(zhuǎn)臺的研究，如航天二院203所研制的計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)臺裝置，2000年東南大學(xué)科技成果《EMC自動測試用轉(zhuǎn)臺和天線塔》，北京友信科技集團(tuán)的URT-L-O1雷達(dá)仿真轉(zhuǎn)臺。在雷達(dá)轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)中，高精度的產(chǎn)品還比較少，為了加快雷達(dá)伺服轉(zhuǎn)臺的技術(shù)水平，適應(yīng)國防技術(shù)的需要，很有必要研究高精度的雷達(dá)轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)。
2.1二維轉(zhuǎn)臺關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)參考
承載能力： > 8.0 kg
臺面平面度： ≤0.01mm
臺面跳動量： ≤0.01mm
軸線垂直度： ≤5"
水平轉(zhuǎn)速： 0.1～50°/s
水平轉(zhuǎn)動范圍： 360°
俯仰轉(zhuǎn)速： 0.01～50°/s
俯仰轉(zhuǎn)動范圍： -20～90°
角速率平穩(wěn)度： ≤0.005°/s(360°平均)
最大轉(zhuǎn)動角加速度： ≥25°/s2
水平、俯仰角速度精度：≤0.05mil/s(保精度角速度0.01～30°/s)
水平、俯仰角分辨率： ≤1"
測量準(zhǔn)確度： ≤10"
2.2二維轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
常見二維轉(zhuǎn)臺整體布局分為T型和U型兩種。轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)形式總體設(shè)計(jì)確定T型結(jié)構(gòu)形式。
T型為方位軸在下，俯仰軸在上的布局優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，適合于多傳感器共用，傳感器更換方便，適合用于其它大型器件的零部件。
由方位座與俯仰座構(gòu)成精密伺服轉(zhuǎn)臺。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1。方位底座和俯仰箱體是軸系的支撐體，其結(jié)構(gòu)形式和選材將是非常關(guān)鍵。在滿足結(jié)構(gòu)剛度要求的前提下，選用合理的結(jié)構(gòu)形式，盡量減輕座體的重量，并通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，提高其機(jī)械性能。
為了確保精密轉(zhuǎn)臺的使用和維修方便，設(shè)計(jì)還需考慮以下措施：
（1）采取降額設(shè)計(jì)，增加安全系數(shù)，確保系統(tǒng)安全可靠地工作。
（2）驅(qū)動電機(jī)采用直接安裝，減少安裝誤差，確保系統(tǒng)的可靠性和精度要求。
?。?）轉(zhuǎn)臺設(shè)限位裝置和機(jī)電聯(lián)鎖裝置。
?。?）采用密封措施，嚴(yán)防雨水、塵土進(jìn)入腔體。
?。?）對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件采用多種工藝處理，提高其機(jī)械性能和抗腐蝕能力。
?。?）導(dǎo)電環(huán)的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)保證導(dǎo)電環(huán)路不少與40環(huán)，為安全及個(gè)方面考慮，備用環(huán)路保留12環(huán)。
導(dǎo)電環(huán)主要技術(shù)性能指標(biāo)參考：
1）設(shè)計(jì)環(huán)路：52 環(huán)，合格環(huán)路：50 環(huán)
2）環(huán)路電流：信號環(huán)3A/42環(huán)，功率環(huán)5A/8環(huán)
3）環(huán)材料：H62表面鍍覆貴金屬
4）刷材料：AuNi9絲-Φ0.5，Ra < 0.2
5）絕緣電阻（環(huán)-環(huán)、環(huán)-殼）：> 500MΩ/500V.DC
6）抗電強(qiáng)度（環(huán)-環(huán)、環(huán)-殼）：500V/50Hz.AC.lmin
7）檢測條件：溫度10～35℃、濕度≯75 %
8）環(huán)接觸電阻變化值：靜態(tài)≯0.005Ω、動態(tài)≯0.010Ω
9）轉(zhuǎn)速范圍：0～300r/min
10）使用壽命：1×l07r
11）使用環(huán)境條件：溫度-45～+50℃、濕度≯85 %
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