一种转台控制系统高速数据融合与处理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种转台控制系统高速数据融合与处理系统及方法，其所述的上位计算机包括上位工控机，与上位工控机连接的光电隔离I/O模块和高速串口；该光电隔离I/O模块还与逻辑切换电路连接；所述的下位计算机包括下位工控机，与下位工控机连接的高速串口、DA输出卡、角度计数卡；该下位计算机的高速串口与上位计算机的高速串口相连，通过高速串行接口进行数据通讯；DA输出卡还与逻辑切换电路连接。本发明专利技术在转台控制系统中，采用高速串口通讯方式，将上下位机交互的大量高速数据进行融合与处理，巧妙地设计了数据结构及传送机制，上下行数据通道彼此独立，互不干涉，数据解算准确合理，已在多台转台系统上得到实际验证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于惯导测试
，设及一种转台控制系统高速数据融合与处理系统 及方法。
技术介绍
高精度测试转台作为检测和评价惯性元件及惯性系统的主要设备，其性能的优劣 直接关系到测试的可靠性和置信度，在一定程度上是保证惯导系统精度的前提。测试设备 的精度要求比被测仪表的精度至少高=倍W上，一般要高一个数量级。随着惯性导航技术 的曰益发展，对测试转台的技术要求愈加苛刻，对测试转台的研究和发展也提出了新的要 求。轴转台为例，如图1所示，通常由负载安装空间1、内环2、内环轴3、中环4、中环轴 5、外环6、外环轴7和底座8组成，每个控制回路均包括：环架动力学结构、电机与功率驱动 系统、角运动传感器及测量系统、运动伺服控制器及控制单元。其中；运动伺服控制器接收 测量反馈信号，并构成相应的闭环伺服系统；控制单元接收外部指令或内部产生相应的运 动轨迹。 转台控制系统一般包括人机操作界面及实时控制系统，人机操作界面主要用来接 受用户的各种操作命令及显示相关信息曲线，实时控制程序主要接收人机指令实时实现转 台的各种功能；转台使用过程中，人机操作界面及实时控制程序之间需要实时相互传递大 量数据信息，保证转台正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对转台控制系统，提供一种转台控制系统高速数据融合与处理 系统及方法，其能够利用有限的硬件资源，最大程度保证转台工作时数据准确可靠。 本专利技术所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理系统，其包括上位计算机、 下位计算机、逻辑切换电路；所述的上位计算机包括上位工控机，与上位工控机连接的光电 隔离I/O模块和高速串口；该光电隔离I/O模块还与逻辑切换电路连接；所述的下位计算 机包括下位工控机，与下位工控机连接的高速串口、DA输出卡、角度计数卡；该下位计算机 的高速串口与上位计算机的高速串口相连，通过高速串行接口进行数据通讯；DA输出卡还 与逻辑切换电路连接；所述的逻辑切换电路还同时连接若干个线性功率放大器，每个线性 功率放大器一一对应连接一个驱动电机及光电码盘；每个光电码盘均连接下位计算机的角 度计数卡。 如上所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理系统，该系统还包括强电及切 换保护电路，与强电及切换保护电路连接的直流电源单位；其中，强电及切换保护电路连接 若干个线性功率放大器和上位计算机的光电隔离I/O模块。 如上所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理系统，其所述的若干个线性功 率放大器为3个，分别为转台外框线性功率放大器、转台中框线性功率放大器、转台内框线 性功率放大器；转台外框线性功率放大器连接转台外框驱动电机和光电码盘，转台中框线 性功率放大器连接转台中框驱动电机和光电码盘，转台内框线性功率放大器连接转台内框 驱动电机和光电码盘。[000引如上所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理系统，其所述的上位工控机连 接显示器和键盘、鼠标。 本专利技术所述的一种系统的转台控制系统高速数据融合与处理方法，其上位计算机 的上位工控机通过高速串口在线向下位工控机发出控制指令和接收获取数据；为用户提供 友好的操作接口，实现对转台进行操作控制；下位计算机的下位工控机根据上位工控机发 出的控制指令，通过角度计数卡采集光电码盘反馈过来的实时位置数据并计算出指令控制 量，再通过DA输出卡转换为模拟量控制电压，该电压加输入到驱动电机从而驱动电机工 作；逻辑切换电路用来实现逻辑控制信号的切换和强电的切入。 如上所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理方法，其上位计算机通过光电 隔离I/O卡实现逻辑信号的切换和状态信号的采集。 如上所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理方法，其上位计算机和下位计 算机之间通过两个高速串行接口进行数据通讯。 如上所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理方法，其所述的上位计算机和 下位计算机之间通过两个高速串行接口进行数据通讯，数据包括上行数据和下行数据两部 分；其中，下行数据为上位计算机向下位计算机发送的数据内容，包含转台外框、中框和内 框=个框架的回零指令、走位指令、速率指令信息；上行数据为下位计算机向上位计算机反 馈的数据内容，包含转台外框、中框和内框=个框架的角位置数据、角速度数据、角加速度 数据及状态检测信息；上位计算机采用windowsXP系统，并为人机交互界面；在上位计算机 运行的人机界面程序中，角位置数据及角速度数据W1ms的更新速率实时更新；下位计算 机采用DOS系统；下位计算机响应上位计算机发出的各种指令，在每个控制周期内（1ms)采 集光电码盘反馈的角度编码值，计算出指令控制量，实现对转台外框、中框和内框的实时伺 服控制。 如上所述的一种转台控制系统高速数据融合与处理方法，其所述的上位计算机和 下位计算机之间通过两个高速串行接口进行数据通讯，该数据为双精度浮点型数据； 下位计算机工作时，发送上行数据时将双精度浮点数据转换为长整型数据按照二 进制发送，接收下行数据时将收到的二进制数解算成长整型数据，再转换成双精度浮点数 使用； 下位计算机工作时，上行角位置数据定义格式如下表1至表4所示： 表1上行发送数据结构体定义格式 [00171【主权项】1. 一种转台控制系统高速数据融合与处理系统，其特征在于：该系统包括上位计算 机、下位计算机、逻辑切换电路； 所述的上位计算机包括上位工控机，与上位工控机连接的光电隔离I/O模块和高速串 口；该光电隔离I/O模块还与逻辑切换电路连接； 所述的下位计算机包括下位工控机，与下位工控机连接的高速串口、DA输出卡、角度计 数卡；该下位计算机的高速串口与上位计算机的高速串口相连，通过高速串行接口进行数 据通讯；DA输出卡还与逻辑切换电路连接； 所述的逻辑切换电路还同时连接若干个线性功率放大器，每个线性功率放大器一一对 应连接一个驱动电机及光电码盘；每个光电码盘均连接下位计算机的角度计数卡。2. 根据权利要求1所述的一种转台控制系统当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转台控制系统高速数据融合与处理系统，其特征在于：该系统包括上位计算机、下位计算机、逻辑切换电路；所述的上位计算机包括上位工控机，与上位工控机连接的光电隔离I/O模块和高速串口；该光电隔离I/O模块还与逻辑切换电路连接；所述的下位计算机包括下位工控机，与下位工控机连接的高速串口、DA输出卡、角度计数卡；该下位计算机的高速串口与上位计算机的高速串口相连，通过高速串行接口进行数据通讯；DA输出卡还与逻辑切换电路连接；所述的逻辑切换电路还同时连接若干个线性功率放大器，每个线性功率放大器一一对应连接一个驱动电机及光电码盘；每个光电码盘均连接下位计算机的角度计数卡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：麦吉，张新磊，刘亚辰，高扬，张功，王昱峰，赵健，曹玉梅，胡睿，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11