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低速风洞多自由度机构解决方案

2014-01-11

核心提示:该支撑机构机构由架车、试验平台机构、支撑机构及其伺服控制系统组成。试验平台可以为其它风尚设备提供安装基准,试验平台固联在

该支撑机构机构由架车、试验平台机构、支撑机构及其伺服控制系统组成。试验平台可以为其它风尚设备提供安装基准,试验平台固联在架车上,可方便拖离或移入试验段。支撑机构为六自由度(α、β、γ、X、Y、Z)机构,试验攻角范围满足-10OC~120OC连续变化,侧滑角范围满足-45°~45°.该机构主要用于低速风洞常规测力以及测压试验,具备开展张线测力(测压)试验、喷流试验、活动地板试验、动导娄试验、PIV试验和PDPA试验等特种试验能力。机构采用基于PXI总线的测控系统,可实现运动的自动控制,并可以实现任意三个轴的组合联运,使模型按照给定的轨迹运动。
解决方案
在机构的垂直方向Y是通过伺服液压缸、导轨、滑块,直接实现γ的直线运动;机构的轴向X,侧向Z是通过交流伺服电机、减速器、滚珠丝杠、导轨、滑块直接实现XZ的直线运动。α、β旋转运动是通过伺服液压缸由直线运动转为旋转运动。
控制系统由主控计算机、运动控制系统、驱动系统、安全保护装置等组成。驱动系统包括电液伺服阀驱动和液压缸等执行机构。PLC监控系统对液系统进行监控,通过RS485接口与上位机通信。运动控制系统基于智能运动控制模块,具有高速、丰富的运动控制性能,它对位移与角度的控制采用全闭环控制回路,达到控制精度与控制平衡性的要求。控制系统基于CPCI/PXI总线平台,内置计算机,具有实时信号处理能力,逻辑结构示意图如图所示。
技术特点
 模型载荷以及气动载荷大,最大推力达20T
 运动精度高且运动范围大,最大达3100mm
 模块化设计,安装拆卸非常方便;
 采用机电伺服和液压伺服同时驱动;
 采用PXI总线测控技术;
 运动通过计算机自动控制完成,运动速度在要求范围内可任意设定;
 可实现任意三个自由度轴联动,保证运动过程中模型参考中心点位置保持不变或给定的轨迹变化;
 系统能实时反馈各个自由度的实际位置。
主要技术参数
机构参数
参数
运动范围
运动速度
运动精度
滚转角γ
±180°
手动
 
俯仰角α
10°~120°
0~2°/s
3
偏航角β
±45°
0~2°/s
3
X
3100mm
0~200mm/s
0.1mm
Y
2540mm
0~200mm/s
0.1mm
Z
3000mm
0~200mm/s
0.1mm
堵塞度
实验段<0.5%
   
应用领域
 该系统主要用于低速风洞常规测力以及测压试验。
 
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