弹道摄影经纬仪同步快门拍摄频率稳定性研究

　　某型号弹道摄影经纬仪采用新研制的旋转盘片式同步快门,是一种前所未有的全新设计的同步快门装置,设计新颖、灵巧、控制简便,运行稳定可靠,具有较高的拍摄频率稳定性。

　　该同步快门的力矩式自整角机并联运行控制系统中,两接收角机极限距离为4km,驱动电机采用铝镍钻永磁SY569直流伺服电动机,使其运行在开环轻载状态,选择容量较计算值大一号的电机,以使电机的机械特性较硬,中间有降速环节,适当减小力矩式自整角机的转速,使其动态整步力矩削弱较小,而曝光盘片有升速环节,使同步精度得以提高,故为多轴系统

　　拍摄频率设计要求在1~24幅/s,如拍摄火炮弹丸外弹道采用10幅/s,拍摄火箭主动段则用24幅/s等,相应电动机的转速在360r/min至3300r/min且在不同拍摄频率下,电动机应有足够的恒速精度,即稳速精度高,同步快门的拍摄频率稳定性也高,则有利于判读工作的简化,以避免对计时仪给出的数以百计的记录拍摄时刻的纸带进行逐一繁琐的判读。

　　1　靶场外弹道拍摄测试实验

　　对某型号火炮的外弹道拍摄试验摄影周期: 1·950×10-1s,约5幅/s,有关数据见表1。

　　最大误差平均值Δmp=0·55ms,拍摄频率稳定性Δ= 0·28%。

　　由记时仪给出的纸带准确记录了弹道摄影经纬仪拍摄的组成弹道轨迹的许多弹点与之一一对应的拍摄时刻,这由相机具有的“抹点”功能来保证,即弹点和与之对应的记时信号均可对应抹去一点,取发射时刻即炮弹出炮口时刻为零时刻,在拍摄的由许多弹点断读组成的外弹道曲线中,任意两相邻弹点间的时间间隔与摄影周期均有一微小差值Δi,均可判读出,且有一最大差值Δm,反映了该次拍摄测试中,拍摄频率的稳定性,多次拍摄时,应取其平均值Δmp

　　上述对拍摄频率稳定性的定义是参照了对有正负偏差的一个周期内有许多测试点的情况下,是对正、负最大误差绝对值之和的一半作为其误差的定义,它是随机的,代表了此次拍摄的最大误差,即稳定性。

　　拍摄频率稳定性的实验测试值Δ定义为:

　　且拍摄实验表明,当拍摄频率增高时,拍摄频率稳定性也随之增高,其Δ可达0·2%以上

　　2　拍摄频率稳定性分析

　　由可控硅直流电动机调速系统机械特性方程式:

　　当忽略整流装置内阻时

　　稳态运行时,电动机的电磁转矩T应与其轴上的阻转矩Tz相平衡,即

　　当系统受到外界或内部某些因素的影响和扰动,如负载与电源的波动,电机的电磁等量变化等,则不可避免有Δn产生,当T为gf·cm时

　　将式(2)两边取增量形式