Характеристика электроприводов телевизионных систем наблюдения за технологическим процессом, телескопов и радиотелескопов

Оптические телескопы и радиотелескопы применяются в системах мониторинга окружающей среды, экологии, научных астрономических исследованиях. Телевизионные системы наблюдения выполняют контроль производственных помещений и событий, происходящих в этих помещениях. Характерным для данной группы оборудования является применение механизмов с несколькими степенями подвижности, обеспечивающими ориентацию и перемещение в пространстве исполнительного органа в соответствии с заданной программой движения или в режиме слежения за выбранной целью. Исполнительными органами являются опто-электронные средства, преобразующие изображение в электрические сигналы, или антенны, преобразующие электромагнитное излучение в электрические сигналы. Электрические сигналы преобразуются в сигналы восприятия изображений и излучений, являющиеся конечным результатом процесса наблюдения.
Применяются точные и высокоточные следящие электроприводы с оптоэлектронными и лазерными датчиками положения, обеспечивающие воспроизведение заданий в широкой полосе частот (до нескольких десятков герц) и с широким диапазоном изменения скорости. До недавнего времени подобные системы выполнялись с использованием электроприводов постоянного тока. В настоящее время основным типом электропривода является вентильный частотно-регулируемый электропривод с постоянными магнитами для возбуждения (сервопривод). Мощности электроприводов в диапазоне от нескольких ватт до нескольких киловатт.
Двух- и трехстепенные механизмы приборов наблюдения имеют много общего. Применяются также системы наблюдения с использованием трехстепенных подвесов, например в качестве пространственных стабилизаторов положения приборов при наблюдении с подвижных оснований (авто-, авиа- и морского транспорта).
Размещение оптического прибора на стабилизированной в инерционном пространстве платформе (СП) — наиболее простое средство стабилизации изображения в процессе наблюдения. Рассмотрим общие принципы построения таких систем на примере системы управления с трехосными гироскопическими датчиками.
Для перемещения или стабилизации в пространстве наружной рамы HP или внутренней рамы ВР подвеса на его осях установлены приводы Ml, M2, МЗ. Сигналы управления на приводы поступают от гиродатчиков (гироскопов) Г1 и Г2. Оси подвесов гироскопов рационально ориентировать параллельно осям стабилизируемой платформы.
Сигналы с датчиков угла гироскопа ДУГ1 и ДУГЗ могут использоваться без предварительного преобразования как сигналы задания, поступающие на входы блоков управления БУ1 и БУ2. При этом образуются две следящие системы по положению в пространстве рам HP и ВР подвеса стабилизируемой платформы с датчиками угла ДУ1 и ДУЗ в обратных связях.
Если гироскоп Г2 установлен на основании, сигнал с выхода датчика угла ДУГ2 должен быть преобразован в преобразователе координат ПК. С выхода ПК поступает сигнал задания в систему управления третьей осью СП, образованную блоком управления БУЗ, датчиком угла ДУ2 и двигателем М2. Вместо сигналов специально установленных гироскопических датчиков можно использовать выходные сигналы гиросистем, установленных на подвижном основании с другими целями, например, для управления или ориентации основания. Это существенно упрощает устройство в целом.
Динамический диапазон допустимых входных сигналов гиро-приборов в рассматриваемом случае должен превышать диапазон возможных изменений параметров перемещения основания. Диапазон угла отклонения чувствительного элемента гироприборов в такой конструкции может не превышать нескольких градусов. Так построено большинство классических гиростабилизаторов.