天线转台伺服驱动计算法

1.1.1负载力矩计算
天线是方位-俯仰型，主要分析天线的方位和俯仰负载力矩。

由于天线加天线罩，所以不考虑风载荷带来的影响，主要考虑惯性力矩和摩擦力矩的负载。

1.1.1.1俯仰力矩计算
1.1.1.1.1俯仰惯性力矩计算
俯仰轴承受的惯性力矩：
其中为角加速度rad/s2。

俯仰的转动惯量：
0.0023
又俯仰角加速度为：
故俯仰惯性力矩：
0.002
1.1.1.1.2俯仰摩擦力矩计算
轴承摩擦力的大小与系统所受重力和风升力和风阻力有关，由于不考
虑风载的影响，因此俯仰轴轴承只承受来自于天线部分的重力，即只承受径向力。

本次设计中采用深沟球轴承61800型，基本额定载荷，轴承轨道直径，在径向力R作用下各滚子与滚道之间法向接触载荷绝对值之和为，则
已知天线俯仰轴承受的最大径向合力
径向力
采用公式
轨道中心直径，，摩擦系数
则俯仰轴承的摩擦力矩：
1.1.1.2方位力矩计算
1.1.1.
2.1方位惯性力矩计算
方位轴承受的惯性力矩：
其中为角加速度rad/s2。

取，
方位的转动惯量：
0.144
又方位角加速度为：
故方位惯性力矩：
0.125
1.1.1.
2.2方位摩擦力矩计算
轴承摩擦力的大小与系统所受重力和风升力和风阻力有关，由于不考
虑风载的影响，因此方位轴承只承受来自于天线、俯仰及部分方位的重力，则天线方位轴承受的最大轴向力
轨道中心直径
采用公式
已知轴向力
则
设方位轴承的当量摩擦系数为，取
则方位轴承的摩擦力矩
1.1.2减重设计
为了满足重量的要求，零部件材料多采镁铝合金（除传动部件及支承部件），天线罩采用ABS材料，连接螺纹孔预先装入钢丝螺套。

在不影响刚度、强度的情况下尽量减少零部件的壁厚尺寸，增加减重孔以降低重量，及结构件部分挖空减重设计。

现在天线各部分的重量如下表所示：
表1 天线各部分重量
上表可知天线总重量为6.646 kg，与总体任务书中总重量6 kg超了0.646kg，解决方案，接下来进行天线一体化设计，并且天线罩的上盖的ABS材料改为蜂窝材料，伺服器件的减重，及须找在强度和刚度满足情况下比较轻其他材料等，来进一步减重设计，来满足总体任务书的重量要求。

1.1.3机械传动精度
影响机械传动精度的误差有两个方面，传动误差和回程误差。

根据总体要求踪精度≤1/8波束宽度，及选择的步进电机，给出天线方位和俯仰机械传动精度要求≤。

1.1.3.1俯仰传动精度
1.1.3.1.1传动误差
传动链的传动误差是各个齿轮传动误差的综合，此天线俯仰的结构为一级齿轮传动，故主要考虑一个齿轮传动的精度。

齿轮的传动误差主要是齿轮本身、其所在的轴、轴承等零部件再制造、装配时的误差的综合，根据总体的指标，选择7级精度。

1.1.3.1.2回程误差
俯仰齿轮副，参数如下：，齿数，，中心距不可调。

齿轮内孔与轴的配合、轴承游隙、轴的径跳均与齿轮精度相适应。

精度等级及侧隙规范7—D时，计算列表如下：
齿轮副切向齿隙
齿轮副切向齿隙
折算到大齿轮上的齿轮副回差的均值
由表中可以得出俯仰的回程误差为。

根据上面俯仰的传动误差和回程误差的分析，满足俯仰机械传动精度要求≤。

1.1.4方位传动精度
1.1.4.1传动误差
此动中通天线方位的结构也为一级齿轮传动，故主要考虑一个齿轮传动的精度。

齿轮的传动误差主要是齿轮本身、其所在的轴、轴承等零部件再制造、装配时的误差的综合，根据总体的指标，选择7级精度。

1.1.4.2回程误差
方位齿轮副，参数如下：，齿数，，中心距不可
调。

齿轮内孔与轴的配合、轴承游隙、轴的径跳均与齿轮精度相适应。

精度等级及侧隙规范7—D时计算列表如下：
齿轮副切向齿隙
齿轮副切向齿隙
折算到大齿轮上的齿轮副回差的均值
由表中可以得出方位的回程误差为。

根据上面俯仰的传动误差和回程误差的分析，满足俯仰机械传动精度要求≤。