从五十年代开始，除了麻省理工学院，美国还有些公司也开始研制转台。

如公司于年生产了和型转台。

公司于年和年先后生产了型型转台。

年，型台的研制成功被认为是美国转台发展的第二个阶段。

型台的主要材料是非磁性材料号铝，采用轴向和径向带有压力补偿的液体轴承，并在耳轴上采用了空气轴承。

第三阶段的主要标志采用计算机控制和测试自动化技术。

从年到年公司生产了型单轴转台及型双轴转台，这期间个引人注目的发展是这几类转台均采用数字计算机进行控制，其中型转台还可用数字计算机进行自动测试，可工作在伺服同步速率辅助速率数字位置自动转位及纸带定位等状态。

年之后，美国的转台设计和制造进入了系列化阶段，技术得到发展和完善，相应地转台也成为种广泛使用的测试设备。

从那时起至今，位于宾西法尼亚洲匹兹堡的公司成为美国制造惯性导航测试设备和运动模拟系统的主要厂商，并直代表着美国乃至世界惯性设备，尤其是转台的发展水平。

公司于六十年代末至七十年代初研制了系列转台，包括型型型和型等。

这系列转台的主要特点是台体形式为双轴台，采用气浮轴承。

从七十年代初开始，着手研制系列多轴转台。

先后研制成功了等型转台。

系列转台的主要特点是台体形式均为多轴台，普遍采用气浮轴承，轴系回转精度和正交精度均达到角秒级使用感应同步器作测角元件。

生产的系列双轴台和系列多轴台在控制上均采用了系列模块化精密角度控制系统，这系统的应用是转台技术的重大发展。

从此，转台进入了计算机控制和测试自动化阶段。

年，公司提出了改进的三轴台，简称的制造方案。

在的设计制造方案中，规定是台超精密三轴设备。

三轴测试转台可用于舰船导航和空间传感器的测试，还可用于战略系统的测试。

转台在制造方案中采用了新材料和许多新技术。

在台体材料与机械结构方面，采用了石墨复合材料碳纤维增强塑料级球形结构改善了转台的对称性及偏转特性。

在轴承方面采用有缘磁悬浮轴承。

在电机方面使用多相感应式电机。

用滚环代替滑环，降低了摩擦力矩，提高了高速平稳性和控制精度，同时提高了可靠性。

在测角系统中，将感应同步器和绝对光学编码器结合使用。

在控制方面，采用了数字状态反馈技术为误差补偿创造了条件。

采用了这些新技术之后，高精度三轴转台的技术指标比以前的转台提高个数量级以上。

表是几种型号的三轴转台与的技术指标表几种型号的三的技术指标比较轴转台与型号三根轴的摆动轴的正交度轴的定位精度最大指向误差速率不平稳性内框轴中框轴外框轴内框轴中框轴中框轴外框轴内框轴中框轴外框轴国内智能扫描机械台的发展状况国内自六十年代中期开始转台的研制工作，其发展状况大致如下年，所开始研制型单轴低速转台，年进行全面的精度测定，年通过鉴定。

该台由机械台体和电子控制箱两部分组成，采用气浮轴承，交流力矩电机直接驱动，用感应同步器和旋转变压器组成测角系统。

年，所研制成功了型伺服台，首次应用光栅为精密测角元件。

该伺服台与美国公司生产的型转台样，可提供三种工作状态。

年，哈尔滨工业大学和原六机部所及厂合作研制出我国第台双轴伺服转台型双轴气浮轴承台，又称双轴台。

年，所研制成了Ⅱ型双轴台，该台是在转台的基础上研制的，提高了可靠性。

年，航天部院所研制了型双轴伺服台，该转台是我国最大的双轴伺服台。

年，哈工大与所共同承担了计算机控制双轴转台，即双轴转台的研制任务，年研制成功。

该台是我国第台计算机控制的双轴台。

年，由哈工大研制的型单轴计算机控制转台是我国第台计算机控制的转台。

年，中国航空精密机械研究所研制成功了型三轴捷联惯导测试转台。

这是我国第台计算机控制的高精度三轴惯导测试台。

在转台的开发和制造领域，中国和世界先进水平相比还有许多差距，例如，对于转台相关的技术缺乏深入系统的研究，导致了生产的转台可靠性差，也没有批量生产的能力在些领域存在空白等。

未来转台的发展趋势不断应用新技术来提高转台的测试精度，增强转台的稳定性及环境适应性是未来转台发展的主要趋势。

具体为进步提高技术指标实现测试自动化加强各种环境下的测试，控制环境对测试精度的影响，如温度压力地基等的影响。

对测试的可靠性稳定性提出进步的要求。

同时，由于转台的应用越来越广泛并逐渐向商品化发展，使得转台的研制在保证精度的前提下不断的应用新材料和新工艺以降低成本，这也成为未来转台发展的大趋势。

立题的目的和意义本转台主要用于测试机载雷达跟踪目标的灵敏性，模拟雷达在跟踪动态目标时的现场实际运动情况。

它在机载雷达的研制和实验室测试方面具有不可替代的作用。

本文主要工作本论文主要将完成对智能扫描机械台的总体设计，对智能扫描机械台机械结构的详细设计对内中外三环的转矩的计算与三轴各轴电机的转矩校核，根据本次设计的相关技术要求对本转台的误差分析。

第章智能扫描机械台总体设计转台技术要求转台总体设计是转台设计中的关键环节，它对转台所能达到的技术性能和经济性起着决定性的作用。

本次设计所要达到的技术要求如下负载尺寸负载重量转角范围内环，中外环最大角速度内环中环外环最小角速度内环中环外环最大角加速度内环中环外环满足要求。

本章小结根据此次设计的相关技术要求在本章内容中主要完成对于误差的分析。

回转精度是影响转台技术指标的主要误差之，本章详细地分析了各轴的回转精度，也分析了由与材料加工和装配有关的径向误差造成的相交度误差，并对回转精度和相交度进行了校核。

第章测量及其它元件简介三轴伺服转台般由机械部分驱动部分控制系统和检测系统四部分组成。

各部分都对转台的技术指标有重要影响，转台的精度也由这四部分的精度组成。

机械部分的精度主要由结构和加工来决定，驱动部分的精度主要由驱动元件的精度决定，控制系统和检测系统的精度主要由控制和检测元件的精度和性能决定。

本转台所用到的驱动元件为永磁交流伺服电机，测量元件有感应同步器和光电码盘，其它元件有联轴器钢丝滚道轴承等，本章将对这些元件的结构及工作原理作以简单介绍直流无刷电机直流无刷电动机驱动系统由电机本体和驱动控制电路及位置传感器组成，具体如图所示，电机本体结构如图所示。

定子采用三相对称绕组，转子由转子磁钢激励，磁路为径向结构，瓦形磁钢粘接在转子铁心上，定转子采用分装形式，位置传感器为光电编码器，与电机同轴安装，用来检测电机转子的位置。

驱动电路位置传感器图电机系统示意图图电机结构示意图驱动控制电路将位置传感器检测的转子位置信号处理成三相正弦脉宽调制信号，通过逆变桥向电机定子通以三相对称电流，定子绕组电流与转子磁场相互作用产生电磁转矩。

通过电流反馈实现准矢量控制，提高电机的出力。

控制绕组的电压和电流即可实现电机的转速和转矩控制。

无刷直流电动机具有如下特点电机的峰值转矩大，时间常数小，响应快结构简单，可靠性高，无须维修电机系统具有直流电机的工作特性，控制特性好电机无励磁损耗，定子电枢散热条件好。

感应同步器感应同步器是种电磁感应式多极位置传感元件。

由于多极结构，在电与磁两方面对误差起补偿作用，所以具有很高的精度。

它的极对数可以做的很多。

随着极数的增加，精度会相应提高。

感应同步器按其运动方式可分为旋转式和直线式两种。

前者用来传感和检测角度位移信号，后者是传感和检测直线位移信号。

在结构上，两者都包括固定和运动两大部分对于旋转式分别称为定子和转子对于直线式分别称为定尺和滑尺。

不论是旋转式还是直线式，定动两部分都是片状，因此有时统称为定片和动片。

本转台使用的是旋转式感应同步器，下面对其结构作以简单介绍。

图是旋转式感应同步器的结构原理图。

定子绕组绝缘层屏蔽层定子基板转子基板转子绕组图旋转式感应同步器结构定转子般都用玻璃不锈钢硬铝合金等材料作基板但由于加工问题，般不用玻璃，呈环状。

定子与转子彼此相对的面上均有导电绕组，绕租用铜箔构成，厚度为左右。

基极和绕组之间是经过精加工的绝缘层。

绕组表面还要加层和绕组绝缘的屏蔽层，屏蔽层材料采用铝箔或铝膜。

转子绕组为连续式的，称为连续绕组。

它由有效导体内端部和外端部构成。

每根导体就是个极，导体数就是极数。

定子上是两相正交绕组，做成分段式，称为分段绕组。

两相交叉分布，相差电角度。

属于同相的各组绕组导体用连接线串联起来。

定转子的有效导体都是呈辐射状。

转子绕组引线方式有三种直接由电缆引出借助电刷集电环引出借助装在定转子基板内圆处的环形变压器耦合引出。

绝对式光电码盘光电码盘具有精度较高安装调整方便使用维护简单对环境无特殊要求可靠性好等优点，而且价格相对便宜，所以在本次设计中采用型绝对式光电码盘。

目前，在许多高精度的机电控制系统中被广泛用作角位置传感器实践己证明使用光电式码盘作为传感器构成测角反馈系统，可使数字控制系统的设计更简单，测试更方便。

绝对式码盘的输出信号经处理后的二进制数码表示码盘所在点的绝对角位置，所以叫绝对式光电码盘。

绝对式光电码盘比较适合于做角位置控制系统的传感器。

绝对式码盘由三大部分组成包括旋转的码盘，光源和光电敏感元件。

码盘上有按定规律分布的由透明和不透明区构成的光学码道图案，它们是由涂有感光乳剂的玻璃质水晶圆盘利用光刻技术制成的。

光源是超小型的钨丝灯泡或者是个固定光源。

检测光的元件是光敏二极管或光敏三极管等光敏元件。

光源的光通过光学系统，穿过码盘的透光区，最后与窄缝后面的排径向排列的光敏元件耦合，使光敏元件输出为高电平，代表逻辑若被不透明区遮挡，则光敏元件输出为低电平，代表逻辑。

对于码盘的不同位置每个码道都有自己的逻辑输出，各个码道的输出编码组合就表示码盘的这个转角位置。

钢丝滚道轴承图所示是钢丝滚道轴承的结构图，钢丝滚道轴承由轴承内环轴承外环保持架钢球和根钢丝组成。

轴承内环轴承内环轴承外环保持架钢丝钢球图钢丝滚道轴承结构钢丝滚道轴承的主要特点如下轴承的大小和外形可以根据需要制造，没有固定的外形。

能承受很大的轴向和径向力。

滚珠与钢丝的间隙可调，制造和