Épreuve d'inertieles tableaux de tauxsont des équipements de test de base dans l'aérospatiale, la fabrication d'équipements haut de gamme et la métrologie de précision, fournissant des références de mouvement angulaire précises et contrôlables pour les gyroscopes, les accéléromètres,et systèmes de navigation par inertie. Choisir entre un axe unique et un double axeTableau des tauxn'est pas une simple mise à niveau des spécifications, mais une décision d'ingénierie systématique fondée sur la nature physique de l'essai, les indicateurs techniques et le coût total du cycle de vie.Cet article fournira une analyse comparative rigoureuse et scientifique des deux à partir de trois dimensions: les principes techniques, les scénarios d'application et les aspects économiques.
I. Différences fondamentales: du degré de liberté unique à la simulation d'attitude
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Dimensions de comparaison
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Épreuve d'inertie sur un seul axeTableau des taux
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Épreuve d'inertie sur deux axesTableau des taux
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Les degrés de liberté de circulation
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Il peut tourner uniquement autour d'un axe fixe (généralement lel'azimut axes).
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Deux degrés de liberté de rotation.l'azimut) et un axe vertical (pivot) qui sont orthogonaux l'un à l'autre, qui peuvent simuler les changements d'attitude d'un véhicule dans un espace bidimensionnel.
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Fonctions de base
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Fournit des informations précises position angulaire, vitesse angulaire et accélération angulaire d'un seul axeles références. Utilisé principalement pourest la réponse des dispositifs à une entrée de rotation à un seul axe.
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Il fournit position angulaire attitude, vitesse angulaire, et référence de mouvement compositeedans l'espace bidimensionnelÇa peut simmer.Les mouvements combinés, tels que le "pitch-yaw" ou le "roll-yaw".
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Structure mécanique
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La structure est relativement simple, généralement constituée d'une table en forme de "T" ou d'un système d'arbre vertical, contenant un seul ensemble d'arbre, un moteur d'entraînement et un capteur d'angle de haute précision.
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La structure est complexe, le courant dominant étantun châssis en forme de U(U extérieur,Les deux systèmes d'arbre sont reliés en série, ce qui pose des problèmes d'accouplement entre les cadres et de correspondance de l'inertie de charge..
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Points techniques clés
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Machining d'arbre de haute précision, précision de contrôle servo à un seul axe,taux la stabilité et un couple de frottement faible.
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Précision du contrôle du raccordement à double axe,Perpendiculaire entre les axes,rigidité dynamique/statique du cadre,un système de découplement servo à double canal, uneet modélisation et compensation des erreurs plus complexes.
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Plage de précision typique
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La précision du contrôle de la position angulaire peut atteindrele niveau de seconde d'arc(par exemple, ± 2 secondes d'arc)La stabilité des taux peut atteindre l'ordre de10 à 5.
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Comparé à un seul axe supérieurles tableaux de taux, la précision de chaque axe indépendant d'un double axeTableau des taux est comparable ou légèrement inférieure. mais le chLe but est d'atteindreprécision compositeetune réponse dynamique constante lors d'un mouvement synchrone à deux axes.
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La différence fondamentale entre un seul axe et deux axestauxLes résultats obtenus dans les tables reposent sur les degrés de liberté (DOF) qu'elles peuvent fournir, ce qui détermine directement leur complexité technique et leurs limites de capacité d'essai.
Les principales différences:
Dimensions d'essai: célibataire-axetauxles tables effectuentessais linéaires unidimensionnels, comme l'étalonnage du facteur d'échelle, du biais zéro et du seuil d'un gyroscope dans un seul sens. à double axetauxles tableaux peut effectueressais en couplage bidimensionnels,permettant d'évaluer des paramètres de performance plus complexes tels que l'erreur de couplage croisé et l'angle de désalignement de l'installation lorsque les dispositifs inertiels se déplacent simultanément dans deux directions.
Performance dynamique: Bien que haut de gamme à un seul axeles tableaux de tauxpeut atteindre une précision statique extrêmement élevée et une stabilité de la vitesse dans un seul sens, double axeles tableaux de tauxpeut simuler plus réaliste les trajectoires d'attitude dynamique par interpolation à deux axesJe suis désolée.Il est essentiel pour l'alignement dynamique et la vérification des algorithmes des systèmes de navigation inertielle (INS).
La complexité du système augmentedramatique.: un double axeTableau des tauxn'est pas simplement une superposition de deux axes simplestauxses cadres intérieurs et extérieurs sont sujets à un couplage par inertie et à des interférences de déformation structurelle,et l'algorithme de commande doit résoudre le problème de découplage dynamique de la boucle de servo à double axeLa difficulté technique de sa conception, de sa fabrication et de son étalonnage augmente de façon exponentielle..
II. Scénarios d'application: étalonnage dédié et simulation du système
Le choix de laquelletauxla table à utiliser dépend principalement de la nature des exigences d'essai de l'objet soumis à l'essai.
Scénarios d'application typiques pour un seul axetauxles tableaux:
Étalonnage des paramètres du dispositif inertiel: Effectuer des essais de performance de base surappareils de traitement de l'airetaccéléromètres, tels que la mesure de leur non-linéarité du facteur d'échelle en mode de précision, ou la mesure de leur biais zéro en utilisant la composante de rotation de la Terre en mode de position.
Test dynamique à degré de liberté unique: Utilisé unsune table de vibration angulaire, une vibration angulaire sinusoïdale d'une fréquence spécifiqueest appliquée au dispositif inertiel pour tester ses caractéristiques de réponse dynamique en fréquence.
Épreuves spécifiques de modules fonctionnels: test des performances de balayage à un axe de l'antenne radar, de la précision de pointe à un axe des composants optiques, etc.
Référence métrologique de haute précision:En tant qu'angle de référencedans leDans le domaine de la métrologie, il fournit des signaux standard de déplacement angulaire ou de vitesse angulaire pour d' autres instruments..
Scénarios d'application typiques du système à double axe rmangéles tableaux:
Test du système de navigation par inertie (INS) et du système de référence d'attitude et de direction (AHRS): C'est l'application principale du double axetauxJe vous en prie.latéralementles changements d'attitude bidimensionnels des aéronefs, des missiles, des navires, etc., l' attitudeLa précision des calculs, la capacité de suivi dynamique et l'algorithme d'alignement de l'ensemble du système de navigation sont testés et vérifiés.
Épreuves du système électro-optique de repérage et de visée: Utilisé pour tester des équipements nécessitant un mouvement bidimensionnel, tels que: capsules électro-optiques, terminaux de communication laser et charges utiles embarquées. une dul'axetauxle tableau peut simuler le mouvement relatif d'une cible dans le champ de vision, évaluant la précision de suivi, la stabilité et les capacités d'étalonnage de la ligne de vue du système.
Simulation du matériel en boucle (HIL): dans le développement d'armes guidées telles que les missiles et les drones, un double axetauxLa table sert de simulateur de mouvement, transportant des composants réels tels que la tête de recherche..
Épreuves composites d'adaptabilité à l'environnement: combinéavecChambres à température, tables de vibration, etc., pour former des essais compositesSystèmes tels que les "plateaux tournants à double axe à température contrôlée" pour tester les performances des dispositifs ou systèmes inertiels dans les conditions d'accouplement de changement de température et de mouvement d'orientation.
Principes de sélection des scénarios: Si l'objectif de l'essai est limité à l'isolement du modèle d'erreur des dispositifs inertiels selonune seule entrée physique, à un seul axetauxUne fois que l'objet d'essai est mis à niveau pourun produit au niveau du système, et son mécanisme de fonctionnement repose surdétection ou contrôle d'attitude multidimensionnelle, à double axe oumulti-axetauxLa table doit être utilisée pour reproduire son environnement de travail réel.
III. Comparaison des coûts globaux: prix d'achatV.S.. Investissements totaux au cours du cycle de vie
La comparaison des coûts va bien au-delà des cotations d'équipement; elle doit prendre en considération de manière globale le CAPEX (dépenses d'investissement) et l'OPEX (dépenses d'exploitation).
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Structure des coûts
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Épreuve d'inertie sur un seul axetauxTableau
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Épreuve d'inertie sur deux axestauxTableau
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Coût d'achat
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Le coût est inférieur, car la structure mécanique, les composants d'entraînement et le système de commande sont relativement simples.double-axe rmangé la table est généralement 2 à 3 fois plus chère qu'une table à un seul axetaux table, ou même plus.
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L'augmentation des coûts est due à:
1Un ensemble supplémentaire de systèmes d'arbre de haute précision, moteurs et capteurs.
2- l'usinage et l'assemblage de précision plus complexes des cadres en U ou en O.
3Un contrôleur de mouvement multi-axes plus puissant et un logiciel de contrôle avancé.
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Installation et infrastructures
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Les exigences en matière de vibration des fondations et de plateforme d'installation sont relativement faibles et l'empreinte est faible.
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Les exigences sont strictes.une fondation à haute rigidité et à haute isolation des vibrations est nécessairepour supprimer les micro-vibrations causées par le mouvement de plusieurs images, et l'empreinte est généralement plus grande.
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Systèmes de contrôle et intégration
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Le système de commande est simple, généralement un contrôleur à un axe dédié et l'intégration du système est facile.
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Cela nécessiteSystèmes de commande dédiés à usage général ou avancés avec coordination multi-axe, et les algorithmes logiciels sont complexesL'intégration avec des systèmes de test de niveau supérieur (comme l'échange de données en temps réel via Ethernet ou des réseaux de mémoire réfléchissante) est encore plus exigeante, ce qui augmente considérablement les coûts d'intégration..
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Maintenance et étalonnage
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L'entretien est simple et l'étalonnage vise principalement la précision de positionnement et la stabilité de vitesse d'un système à un seul axe.
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L'entretien est relativement complexe et nécessite des contrôles et des étalonnages réguliersde l'orthogonalité de l'arbre,position biaxiale de zéro, eterreur de couplage dynamique.
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Utilisation et consommation d'énergie
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Il a une faible consommation d'énergie et un cycle de formation de l'opérateur court.
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Il consomme beaucoup d'énergie (moteurs multiples), exige une grande connaissance théorique et une grande expérience des opérateurs et a des coûts de formation élevés.
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