論文摘要:在某型高炮隨動系統(tǒng)測試中,正弦機的發(fā)送頻率直接影響著輸出信號的平滑度,從而會影響測試的精度。為了避免在正弦機運行過程中,計算耗用過多機時,在正弦機發(fā)送之前,先計算出每個位置信號、前饋信號的數(shù)值,存放于內存中。本文根據(jù)該正弦機信號的特點,分析了幾種正弦機角位置信號發(fā)送頻率方式的優(yōu)缺點,確定了正弦機發(fā)送頻率的方式。
論文關鍵詞:隨動系統(tǒng)測試,正弦機控制信號,正弦機發(fā)送頻率
引言
某高炮隨動系統(tǒng)測試中,正弦機的發(fā)送頻率直接影響著輸出信號的平滑度,當輸出數(shù)字角位置變化較大時,固態(tài)同步機輸出波形將產生較大的階梯變化,引起被控系統(tǒng)跟蹤不平穩(wěn),影響跟蹤精度。
為了保證被控系統(tǒng)動態(tài)跟蹤的平穩(wěn)性和跟蹤精度,把輸出角位置信號的頻率提高到480次/s,就能使輸出信號的平滑度滿足跟蹤系統(tǒng)的要求,保證武器系統(tǒng)跟蹤精度和跟蹤平穩(wěn)性不受正弦機信號發(fā)送頻率的影響。
為了避免在正弦機運行過程中,由于計算耗用過多機時,在正弦機作等速、正弦運行之前,先計算出每個位置信號、前饋信號的各點數(shù)值,存放于內存中,在正弦機運行時,通過查表得到各點要輸出的數(shù)值,再發(fā)送出去。但是由于內存容量有限,每次存放的數(shù)據(jù)有數(shù)量上的限制,不能無限增加,現(xiàn)以存放數(shù)據(jù)量最大5000為例,分析以下幾種確定正弦機角位置信號發(fā)送頻率方式的優(yōu)缺點。
1固定發(fā)送頻率
(1)
如式(1)所示,M為運行周期內發(fā)送的數(shù)據(jù)個數(shù),
,f為正弦機發(fā)送頻率,T為運行周期,
為發(fā)送時間間隔。由于正弦機輸出頻率不低于480次/s即可保證跟蹤的平穩(wěn)性和跟蹤精度,為了兼顧計算機中斷時間的準確性,這里取
為1ms的整數(shù)倍,2ms。
以等速跟蹤試驗為例,當隨動系統(tǒng)做等速跟蹤時,有部分試驗的發(fā)送點數(shù)大于5000,如表1。結合實際工廠試驗臺調試經驗可知,若降低發(fā)送頻率為4ms也基本滿足穩(wěn)定性要求,但是此時56°/s的等速跟蹤試驗的M值降低至2000以下,每次發(fā)送角位置信號的階躍值到達4T左右,因此正弦機輸出波形產生較大的階梯變化,導致跟蹤誤差增大,影響了測試精度。
2固定點數(shù)
固定發(fā)送點數(shù)
可以保證每個運行周期的發(fā)送點數(shù)為5000,發(fā)送時間間隔為
但由于
不是整數(shù),計算機中斷時間不準確,因此這種方法有可能產生誤差的積累,使輸出信號的周期不準確。
3變M-T法
表1等速跟蹤的正弦機發(fā)送點數(shù)計算—固定頻率法
f=500 |
v=56°/s |
v=28°/s |
v=15°/s |
v=0.06°/s |
T(s) |
M |
T(s) |
M |
T(s) |
M |
T |
M |
0~6000Tg |
6.43 |
3215 |
12.86 |
6430 |
24 |
12000 |
- |
0~3000Tg |
3.21 |
1605 |
6.43 |
3215 |
12 |
6000 |
- |
0~20Tg |
- |
- |
- |
20s |
10000 |
表2等速跟蹤的正弦機發(fā)送點數(shù)計算——變M-T法
|
|
0~6000Tg |
0~3000Tg |
0~1500Tg |
0~20Tg |
v=56°/s |
T(s) |
6.43 |
3.21 |
1.61 |
- |
Δt(ms) |
2 |
1 |
1 |
- |
M |
3215 |
3210 |
1610 |
- |
ΔW(Tg) |
1.87 |
0.93 |
0.93 |
- |
v=28°/s |
T(s) |
12.86 |
6.43 |
3.21 |
- |
Δt(ms) |
3 |
2 |
1 |
- |
M |
4286 |
3215 |
3210 |
- |
ΔW(Tg) |
1.39 |
0.93 |
0.47 |
|
v=15°/s |
T(s) |
24 |
12 |
6 |
- |
Δt(ms) |
5 |
4 |
2 |
- |
M |
4800 |
3000 |
3000 |
|
ΔW(Tg) |
1.25 |
1 |
0.5 |
- |
v=0.06°/s |
T(s) |
- |
- |
- |
20 |
Δt(ms) |
- |
- |
- |
4 |
M |
- |
- |
- |
5000 |
ΔW(Tg) |
- |
- |
- |
0.004 |
變M-T法的基本思想是:在
的范圍內,令發(fā)送點數(shù)盡可能的大,并考慮發(fā)送頻率取1ms整數(shù)倍的要求。因此在計算
時,首先計算好
,再令
從1到5順序取值,當恰好得到
時,取此時的
為發(fā)送頻率。
圖1為變M-T法確定正弦機發(fā)送頻率流程。表2是對等速跟蹤各速度值下的發(fā)送頻率進行的計算驗證。計算結果表明在各個速度、范圍內做等速跟蹤試驗,
時間內發(fā)送的角位置信號的階躍值
都很小,滿足輸出波形平滑性的要求。
圖1變M-T法正弦機發(fā)送頻率流程
4總結
根據(jù)該高炮隨動系統(tǒng)測試的實際特點,通過對固定發(fā)送頻率方式、固定點數(shù)方式和變M-T法方式的對比分析研究,得出了運用變M-T法方式作為正弦機輸出信號頻率的發(fā)送方式,通過計算可知,這種發(fā)送方式可滿足輸出波形平滑性的要求。
參考文獻
[1] 王勝勇,韓月秋,陳禾.基于DDS的固定頻率正弦信號發(fā)生器的改進[J].電子元器件,2006(4):11-13.
[2] 陳子為,李成飛.基于DSP的參數(shù)可調的波形發(fā)生器設計[J].微計算機信息,2010,26(2):153-155.
[3] 毛群,王仕旭.基于FPGA和DDS技術的正弦信號發(fā)生器設計[J].現(xiàn)代電子技術,2010(9):118-120.
[4] 何超,張宇河.基于單片機的數(shù)字正弦機研制[J].北京理工大學學報,1999,19(5):595-598.