摘要：陀螺是光电系统瞄准线稳定的重要元器件,介绍了一种基于光电系统的光纤陀螺冗余安装方法。在冗余安装陀螺数量确定的前提下,考虑到工程实际应用的安装空间、体积、重量和成本等因素,设计了4个陀螺的八边形金字塔冗余安装方式,对此冗余安装方式的精度和可靠性进行了分析和仿真,并与无冗余安装进行了对比。同时,该安装方式可用于陀螺与磁流体动力学角速率传感器的冗余安装。结果表明,该方法使角速度测量的噪声标准差下降约25.3%,可靠性提升约1.75倍。该方法能有效解决某光电系统受安装空间限制而陀螺精度不够的问题,提升了光电系统可靠性;同时也可应用于三轴陀螺稳定光电系统中,对工程应用有一定的指导作用。

摘要：针对在石油钻井过程中存在的黏滑振动现象,提出一种以TMS320F2812 DSP为控制核心的黏滑振动控制系统。系统通过CAN总线与变频器通信,通过调节变频器转速来抑制黏滑振动。在系统总体框架下,重点分析了DSP的软件和硬件设计方案。最终,对整个系统在井场进行了现场测试。结果表明,系统能够跟随转速和转矩的变化规律,快速地对变频器转速进行调节,对黏滑振动具有较好的抑制作用,同时系统具有良好的通用性能,只需要修改控制算法,就可使用于不同的钻井系统。

摘要：稳定精度作为光电吊舱的关键性能指标之一,开展瞄准线稳定精度测试方法研究对于光电吊舱测试与验收具有重要意义。结合粗精组合稳定光电系统,提出一种基于时/频域分析的稳定精度测试方法。通过采集随机振动环境下惯性速率传感器和光学补偿元件的角位置信号,基于信号时域分析,得到图像漂移角速率、抖动及概率分布情况;基于信号频域分析,得到瞄准线角位置信号的功率谱密度。提出频段稳定精度贡献度,用于评估不同频段对稳定精度的影响程度;采用二级稳定效能提升度,评价二级稳定在不同频段对系统稳定性能的提升程度。该方法可以直观展示图像抖动及概率分布情况,同时给出影响瞄准线稳定精度的频率要素,对于指导机电系统设计具有重要的工程应用价值。

摘要：柔性铰链作为快速反射镜(fast steering mirror,FSM)的关键部件之一,分析其结构特性对FSM性能的影响,用于指导FSM结构设计。通过将柔性铰链简化为弹性环节,等效为3轴的平动刚度和3轴的转动刚度,基于欧拉动力学,建立了两轴FSM的运动微分方程,搭建了FSM控制系统的Simulink仿真模型;在给定振动环境下,仿真分析了结构谐振频率对FSM性能的影响,指出平动固有频率越大,FSM锁零精度越高,平动固有频率选择在伺服系统增益交界频率2倍以上;考虑到锁零精度要求和电机力矩限制,转动固有频率选择在25 Hz~50 Hz。最后结合实物进行了振动试验,仿真结果与振动试验结果一致,验证了仿真模型的正确性。

摘要：为有效指导快速反射镜设计,开展了快速反射镜理论建模与仿真分析研究。相比以往单自由度运动模型,该文基于动力学分析,建立了两轴快速反射镜的多自由度运动微分方程,推导出被控对象传递函数和对基座扰动的隔离传递函数;仿真分析了结构谐振频率对被控对象特性的影响,指出转动固有频率较大时,被控对象为欠阻尼系统,传递函数曲线存在谐振峰;建立了包含结构特性的快速反射镜控制系统仿真模型,分析了负载质心偏离柔性铰链支承中心、结构谐振频率等对其扰动隔离性能的影响,指出非工作轴固有频率越大,对扰动隔离性能越好,一般选择在伺服系统增益交界频率2倍以上,工作轴固有频率需权衡扰动隔离性能和电机力矩约束等进行选择。最后结合实物振动试验,验证了仿真模型的正确性。

摘要：为了抑制粘滑振动和监控钻井过程,需要对钻井过程进行控制,并将钻井参数实时地传输至监控中心;文章提出了一种基于ARM和DSP的钻井控制和信息传输平台,DSP作为算法运算中心、信息转发和协议转换器,ARM作为信息显示和数据存储单元;在系统总体框架下,重点分析了系统的软件和硬件设计方案;对系统在井场进行了现场测试,验证了该系统的可靠性、稳定性以及控制算法的有效性;最后,阐明了只要性能和接口满足要求,DSP可用别的嵌入式CPU替代。