【摘 要】
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在燃气轮机引射冷却吹风实验平台及其相关基础领域,配套实验设备不足或各项技术指标无法达到相关要求等问题已愈发凸显。当前,缺少定位精确化、体积小型化的“用于传感器探针
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在燃气轮机引射冷却吹风实验平台及其相关基础领域,配套实验设备不足或各项技术指标无法达到相关要求等问题已愈发凸显。当前,缺少定位精确化、体积小型化的“用于传感器探针两自由度定位的驱动及控制系统”已成为其实验研究工作的瓶颈。本课题致力于研制一套用于探针形传感器定位的支架设备,其可完成传感器探针与风洞模拟试验台(罐体)之间的两自由度定位,即各支架由相应驱动控制器控制,辅助探针完成旋转和直线两种位移形式的自动定位,完成试验台中不同方向、深度的压力、风速,温度等实验数据的采集。整个系统由多套相同的设备组成,可实现多传感器不同位置的分布式测量。为实验人员获得试验台内部的实验数据提供有力的技术保障。本文根据相关技术要求,提出系统的总体设计方案,确定以中空轴步进电机的转子作为旋转位移执行机构,微型步进电机与丝杠构成直线位移机构。通过对器件受力和定位精度的分析设计了步进电机的转矩,丝杠螺距等部件的具体参数。为最大限度地减小系统体积,并考虑到步进电机平稳运行及两自由度位移的定位精度要求,依据正弦波细分驱动理论,研制了一套适用于相电阻较小,输出功率较低的微型步进电机驱动控制器。用于三相中空轴步进电机与直线位移用两相微型步进电机的驱动。其最高控制精度可达360细分,具有输出正弦波形稳定、高频分量少和定位精度高的优点。同时,该驱动器还可与上位机通过CAN总线进行实时信息交互,进而实现了上位机对整个系统的远距离控制。此外,为验证系统定位精度,本课题设计了该定位系统配套的测试机构,对旋转位移与直线位移的精度进行了检验,并对实验结果和数据进行了分析。
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