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【摘要】本论文来源于具体的工程项目。随着航天技术的发展，电动仿真转台做为导弹系统地面半实物仿真试验中的关键设备，其性能的优劣直接影响到测试实验的可靠性和置信度。本文简单介绍下其发展、组成、原理及发展情况。
【关键词】机电一体化；电动仿真转台
1、背景
半实物电动仿具转台是通过模拟导弹和飞行器的实际飞行环境，用仿真设备在地面进行测试、评价制导的各项性能指标，检测系统的工作状态和跟踪精度。具有提高制导控制系统质量，缩短研制周期和节省研制经费等特点。
2、国、内外转台的发展状况
世界上第一台转台是由美国麻省理工学院在1945年研制成功的，其它一些国家深受美国影响，陆续开展着转台的研究。
我国转台研制起步于七十年代，1974年由航天部704所研制成功，可以实现低速测试。至1985年由哈尔滨工业大学研制出我国第一台计算机控制转台，提高了控制精度和自动化水平，转台的测角分辨率达到0.36"，位置精度达到了1"，是当时全国范围内性能指标最高的半实物仿真转台。
近几年来，哈尔滨工业大学相继成功研制了一系列电动仿真测试转台，这些转台都是以高性能计算机作为测控系统的核心，顺应计算机参与转台控制与测试这一发展趋势，进而大大提高了转台的自动化水平，使我国的转台研制在某些方面接近或已经赶上了国际先进水平。
3、电动仿真转台组成及原理
半实物仿真转台由三大部分组成，一部分为转台的机械台体部分、一部分为与机械台体相连的控制部分（即电气部分）、一部分为电源供电部分。三個部分通过专制电缆相连接。
机械台体用于承载用户需要试验或测试的产品，实现姿态角的运动。电机主要是驱动轴系带动框架运动；测量元件用于测量轴系旋转的角位置信号并反馈给控制系统，以实现角位置的闭环控制。
电控系统用于控制转台系统完成用户所需要进行的试验或测试，包括逻辑控制和伺服控制两部分。
电源系统用于给转台系统提供隔离的三相动力电源，主要包括隔离变压器，将三相380V电源进行隔离变压，形成三相220V的电源给转台电机驱动控制器供电。
4、电动仿真转台设计基本方案
目前仿真转台根据其控制的轴系，可以分为单轴转台、双轴转台、三轴转台、五轴转台及其它多自由度转台。据其功能可分为仿真转台、伺服转台、飞行转台、射频转台等等。按其结构型式分为立式转台和卧式转台。
无论上述哪种转台，其原理均为典型的伺服控制系统。
合理的转台系统伺服控制方案是保证转台总体性能要求的基础，确定这个方案主要包括驱动元件、测量元件及功率放大元件的选择。
1）目前，转台的驱动方式都基本采用电动直接驱动，因其控制方便，造价低、性能稳定、安全可靠，便于维护。驱动电机在有刷直流电机和无刷直流电机两种情况下，广泛应用的为无刷直流电机，它是采用电子换向开关电路和位置传感器代替电刷和换向器，利用敏感转轴的位置来对电枢绕阻进行换向，类似于可变频率电源的同步电机，却又具备有刷直接电机相似的外特性，其最大的特点就是就是没有换向器和电刷组成的机械接触结构，而且采用永磁体作为转子，没有激磁损耗，发热的电枢绕阻又装在外面的定子上，这样热阻较小，散热容易。维护方便。
2）测量元件是通过测角，将台体的位置信号反馈到控制计算机中，通常可选择的有感应同步器、码盘和旋转变压器。
感应同步器有直接式和旋转式两种，分别用来检测直线位置和转角。感应同步器具有很高的精度和分辨率，抗干扰能力强，简单可靠，寿命长，工艺性好，成本低的优点。但同时它的输出信号弱，且输出信号处理麻烦，配套的用于信号处理的电子设备比较复杂且成本高。
码盘的工作方式相对直接，它用来测量转动量（转角）并将它们转换成数字信号输出。直接编码装置有两种基本形式，即增量式和绝对式。根据工作原理和结构又可分为接触式、光电式和电磁式。其中接触式是一种最老的转角测量元件，目前已很少采用。光电式码盘是目前用得较多的一种，它没有触电磨损，允许转速高、精度高，技术成熟，缺点就是结构复杂价格贵。绝对式光电码盘通电开机后立刻可以显示出码盘的绝对转角位置，相比增量式码盘不必寻零。
感应同步器、增量码盘和绝对码盘都经常应用于转台设计中，只是根据不同工况和经费情况做出选择。
3）功率放大器是将输入信号放大，并用输出的电压信号驱动元刷电机运动的元件，常用的直接功率放大器有线性放大器、开关式功率放大器、晶闸管功率放大器。
开关型放大器中的晶体管主要饱和与截止状态，相当于将电路和接通与断开，主要起一个开关的作用，所以称为开关型功率放大器。
无刷直流电机采用的都是脉宽调制（PWM）型功率放大器，它是开关型功率放大器，通过内部的晶体管的截止和饱和来实现电路的开关的功能，具有效率高，输出功率大，有利于克服电机静电摩擦的优点。因此在转台伺服系统中应用十分广泛。
5、结语
转台的应用越来越广泛，指标要求越来发越高，我们应该不断提高研制的水平和能力，开发出超越国外先进技术的产品，并争取在主要元部件的选择中多应用国内的同类产品，比如哈尔滨工业大学研制的无刷直流电机及6354厂研制的感应同步器等。
参考文献
[1]王广雄.自动控制系统设计.宇航出版社，1986：117-124.
[2]章国江.基于古典控制的转台控制系统优化设计研究.哈尔滨工业大学硕士学位论文，199——5-28
【关键词】机电一体化；电动仿真转台
1、背景
半实物电动仿具转台是通过模拟导弹和飞行器的实际飞行环境，用仿真设备在地面进行测试、评价制导的各项性能指标，检测系统的工作状态和跟踪精度。具有提高制导控制系统质量，缩短研制周期和节省研制经费等特点。
2、国、内外转台的发展状况
世界上第一台转台是由美国麻省理工学院在1945年研制成功的，其它一些国家深受美国影响，陆续开展着转台的研究。
我国转台研制起步于七十年代，1974年由航天部704所研制成功，可以实现低速测试。至1985年由哈尔滨工业大学研制出我国第一台计算机控制转台，提高了控制精度和自动化水平，转台的测角分辨率达到0.36"，位置精度达到了1"，是当时全国范围内性能指标最高的半实物仿真转台。
近几年来，哈尔滨工业大学相继成功研制了一系列电动仿真测试转台，这些转台都是以高性能计算机作为测控系统的核心，顺应计算机参与转台控制与测试这一发展趋势，进而大大提高了转台的自动化水平，使我国的转台研制在某些方面接近或已经赶上了国际先进水平。
3、电动仿真转台组成及原理
半实物仿真转台由三大部分组成，一部分为转台的机械台体部分、一部分为与机械台体相连的控制部分（即电气部分）、一部分为电源供电部分。三個部分通过专制电缆相连接。
机械台体用于承载用户需要试验或测试的产品，实现姿态角的运动。电机主要是驱动轴系带动框架运动；测量元件用于测量轴系旋转的角位置信号并反馈给控制系统，以实现角位置的闭环控制。
电控系统用于控制转台系统完成用户所需要进行的试验或测试，包括逻辑控制和伺服控制两部分。
电源系统用于给转台系统提供隔离的三相动力电源，主要包括隔离变压器，将三相380V电源进行隔离变压，形成三相220V的电源给转台电机驱动控制器供电。
4、电动仿真转台设计基本方案
目前仿真转台根据其控制的轴系，可以分为单轴转台、双轴转台、三轴转台、五轴转台及其它多自由度转台。据其功能可分为仿真转台、伺服转台、飞行转台、射频转台等等。按其结构型式分为立式转台和卧式转台。
无论上述哪种转台，其原理均为典型的伺服控制系统。
合理的转台系统伺服控制方案是保证转台总体性能要求的基础，确定这个方案主要包括驱动元件、测量元件及功率放大元件的选择。
1）目前，转台的驱动方式都基本采用电动直接驱动，因其控制方便，造价低、性能稳定、安全可靠，便于维护。驱动电机在有刷直流电机和无刷直流电机两种情况下，广泛应用的为无刷直流电机，它是采用电子换向开关电路和位置传感器代替电刷和换向器，利用敏感转轴的位置来对电枢绕阻进行换向，类似于可变频率电源的同步电机，却又具备有刷直接电机相似的外特性，其最大的特点就是就是没有换向器和电刷组成的机械接触结构，而且采用永磁体作为转子，没有激磁损耗，发热的电枢绕阻又装在外面的定子上，这样热阻较小，散热容易。维护方便。
2）测量元件是通过测角，将台体的位置信号反馈到控制计算机中，通常可选择的有感应同步器、码盘和旋转变压器。
感应同步器有直接式和旋转式两种，分别用来检测直线位置和转角。感应同步器具有很高的精度和分辨率，抗干扰能力强，简单可靠，寿命长，工艺性好，成本低的优点。但同时它的输出信号弱，且输出信号处理麻烦，配套的用于信号处理的电子设备比较复杂且成本高。
码盘的工作方式相对直接，它用来测量转动量（转角）并将它们转换成数字信号输出。直接编码装置有两种基本形式，即增量式和绝对式。根据工作原理和结构又可分为接触式、光电式和电磁式。其中接触式是一种最老的转角测量元件，目前已很少采用。光电式码盘是目前用得较多的一种，它没有触电磨损，允许转速高、精度高，技术成熟，缺点就是结构复杂价格贵。绝对式光电码盘通电开机后立刻可以显示出码盘的绝对转角位置，相比增量式码盘不必寻零。
感应同步器、增量码盘和绝对码盘都经常应用于转台设计中，只是根据不同工况和经费情况做出选择。
3）功率放大器是将输入信号放大，并用输出的电压信号驱动元刷电机运动的元件，常用的直接功率放大器有线性放大器、开关式功率放大器、晶闸管功率放大器。
开关型放大器中的晶体管主要饱和与截止状态，相当于将电路和接通与断开，主要起一个开关的作用，所以称为开关型功率放大器。
无刷直流电机采用的都是脉宽调制（PWM）型功率放大器，它是开关型功率放大器，通过内部的晶体管的截止和饱和来实现电路的开关的功能，具有效率高，输出功率大，有利于克服电机静电摩擦的优点。因此在转台伺服系统中应用十分广泛。
5、结语
转台的应用越来越广泛，指标要求越来发越高，我们应该不断提高研制的水平和能力，开发出超越国外先进技术的产品，并争取在主要元部件的选择中多应用国内的同类产品，比如哈尔滨工业大学研制的无刷直流电机及6354厂研制的感应同步器等。
参考文献
[1]王广雄.自动控制系统设计.宇航出版社，1986：117-124.
[2]章国江.基于古典控制的转台控制系统优化设计研究.哈尔滨工业大学硕士学位论文，199——5-28