双轴精密伺服转台的性能测试与分析

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1、分类号：TH1210710-2015125026硕士学位论文双轴精密伺服转台的性能测试与分析董袖青导师姓名职称马军星副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称机械制造及其自动化论文提交日期2018年4日20日论文答辩日期2018年6月6日学位授予单位长安大学PerformanceTestingandAnalysisofDual-axisPrecisionServoTurntableADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DongXiuqin

2、gSupervisor：Prof.MaJunxingChang’anUniversity,Xi’an,China摘要双轴精密伺服转台作为天线指向的控制机构，其性能参数对天线指向精度具有决定性影响，同时也是卫星发射、运行是否成功的关键。对于双轴精密伺服转台而言，固有频率、转速和启动扭矩等参数是重要的精度指标，对这些性能参数进行全面而准确的测量，以评估其传动精度，是其在实际应用中的品质和精度的有效监测和重要保证。性能测试试验可以用来检验传动机构的设计、加工、制造、装配和调试等的工艺是否合理。通过分析试验

3、结果可以了解和评定传动机构的综合性能，同时也可为工程设计人员提供可靠的参考资料和设计依据。本文的主要研究工作有：利用锤击法对双轴精密伺服转台固有频率进行测试分析，包括模态测试原理的介绍、模态测试分析系统组成研究、模态测试过程及试验结果分析，并应用相干函数判定试验数据的有效性和合理性，探究固有频率测试的敏感性与激励方向的关系。介绍直流电机的换向理论、小波分析和empiricalmodedecomposition（简称EMD）分解的信号处理方法。通过小波分析和EMD分解两种不同的方法对原电枢电流信号进行

4、分解、降噪、滤波及重构，求取电枢电流的高频分量，利用小波脊线提取相位信息的算法提取高频分量电流的频率，进而计算出电机从启动至稳定运转过程实时转速。在分析比较扭矩测试方法的基础上，采用通过电枢电流间接测试电机扭矩的方法，实现了双轴精密伺服转台启动扭矩的测试。将该机构分为俯仰通道和方位通道分别进行测试，通过设定不同的起始电压、电压步长值和角度间隔值采集多组电流信号讨论了不同条件下启动扭矩与角度的关系，利用误差精度概念对启动扭矩测试精度进行了分析。关键词：伺服转台，性能测试，固有频率，转速，启动扭矩III

5、AbsractThedual-axisprecisionservoturntableisusedastheantennapointingcontrolmechanism.Itsperformanceparametershaveadecisiveinfluenceontheantennapointingaccuracy,anditisalsothekeytothesuccessofsatellitelaunchandoperation.Foradual-axisprecisionservoturnta

6、ble,parameterssuchasnaturalfrequency,rotationspeedandstartingtorqueareimportantaccuracyindicators.Comprehensiveandaccuratemeasurementoftheseperformanceparametersisperformedtoevaluatethetransmissionaccuracy,whichisitsqualityinpracticalapplications.Accur

7、atemonitoringandimportantguaranteesofaccuracy.Theperformancetesttestcanbeusedtoverifywhethertheprocessofdesign,processing,manufacturing,assembly,andcommissioningofthetransmissionmechanismisreasonable.Throughanalyzingthetestresults,thecomprehensiveperfo

8、rmanceofthetransmissionmechanismcanbeunderstoodandevaluated,andatthesametime,itcanalsoprovidereliablereferencedataanddesignbasisforengineeringdesigners.Themainresearchworkofthisarticleis:Usinghammermethodtotestandanalyzethenaturalfreque