高速加載器旋轉(zhuǎn)無線通信及加載控制系統(tǒng)研究.pdf

1、高速扭矩加載器是一種對高速旋轉(zhuǎn)的機械閉環(huán)系統(tǒng)進行扭矩精確加載的機械裝置。高速旋轉(zhuǎn)的機械系統(tǒng)要測量和加載的扭矩量存在于高速旋轉(zhuǎn)的機械部件上，在這種條件下，采用傳統(tǒng)的接觸式控制方法通常不能滿足高速轉(zhuǎn)動的工況要求。隨著無線通信技術、遙測技術在航天、航空領域的廣泛應用，無線通信技術也成為高速旋轉(zhuǎn)機械系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測與控制的優(yōu)選方案。
　　 論文通過對高速旋轉(zhuǎn)條件下的扭矩加載器的信息傳遞環(huán)境的分析，基于加載器機械本體的結構方案，提出了加載器無

2、線通信、加載控制及傳感器測量的方案。高速扭矩加載器采用電機和兩級減速器對加載器轉(zhuǎn)軸加載，采用全橋電阻應變電路測量扭矩。控制系統(tǒng)由兩部分組成，一部分安裝在高速扭矩加載器上，與加載器一起進行高速旋轉(zhuǎn)；另一部分固定在靜態(tài)殼體上，為地面控制臺，控制系統(tǒng)之間采用兩個環(huán)形天線構成的無線信道進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對高速扭矩加載器的加載控制和扭矩測量。
　　 論文通過對高速旋轉(zhuǎn)條件下的無線通信環(huán)境的分析，采用環(huán)形天線技術作為避免“多普勒頻移效應”和

3、“陰影效應”產(chǎn)生的方法，選擇高斯移頻鍵控(GFSK)調(diào)制作為通信系統(tǒng)的調(diào)制方法，設計了基于無線射頻收發(fā)芯片CC1100的無線通信模塊，并對該模塊進行了軟件編程，完成了射頻收發(fā)模塊的功能設置。
　　 論文對高速扭矩加載器檢測及加載控制系統(tǒng)進行了軟、硬件設計，解決了扭矩信息檢測、加載控制以及低電壓大功率加載電機驅(qū)動等問題。同時對加載器高速轉(zhuǎn)軸外部的現(xiàn)場控制臺進行了設計，完成了電流變送器及電流環(huán)接收器的設計，實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場遠程信息的傳

4、輸和控制，為現(xiàn)場操作提供了外部接口，可實現(xiàn)加載系統(tǒng)的現(xiàn)場控制。
　　 最后，論文給出了高速扭矩加載器實驗樣機。對高速扭矩加載器在GFSK和OOK兩種調(diào)制方式下的無線通信模塊進行了旋轉(zhuǎn)通信測試，對500、700、900、1700轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速條件下的無線通信進行了分析，完成無線通信系統(tǒng)的軟件調(diào)試。結果表明：采用CC1100設計的無線通信模塊可以在高速旋轉(zhuǎn)條件下實現(xiàn)可靠的信息傳輸，克服了轉(zhuǎn)速對系統(tǒng)性能的影響，滿足系統(tǒng)要求。完成了加載控制