一种天线驱动控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种天线驱动控制系统，包括步进电机、驱动器、绝对值码盘和控制器；控制器，用于根据接收到的伺服转动命令发送方向信号和脉冲宽度调制信号至驱动器；接收并解析绝对值码盘数据信息；对外发送绝对值码盘数据信息；驱动器，与控制器连接并用于根据接收到的方向信号和脉冲宽度调制信号驱动步进电机进行环扫、扇扫、置位和调速；步进电机，与驱动器连接用于驱动绝对值码盘；绝对值码盘，与步进电机连接用于获得并将绝对值码盘数据信息发送至控制器。通过采用步进电机和绝对值码盘，系统的方位精度得到显著提高，同时，不需要初始化过程，上电就可以操作设备。本实用新型专利技术成本要比传统的伺服控制平台低且可匹配所有步进电机，移植性强。

ANTENNA DRIVE CONTROL SYSTEM

【技术实现步骤摘要】
一种天线驱动控制系统
本技术属于机电传动领域，涉及一种天线驱动控制系统。
技术介绍
对于侦测和搜索雷达，之前的一维机扫系统，多以调速电机和增量式码盘为主，此系统存在控制模式单一，控制精度差等一系列缺点，从而导致雷达系统的整体方位分辨率降低，如果使用伺服电机系统势必会提高整机的硬件成本。目前的雷达伺服系统通常选用调速电机，控制转速是通过调节速控电压进行调速，控制精度有限，电机速度有起伏；整机控制是靠电机驱动器的转动使能进行控制，逻辑单一；对于码盘数据读取，常规做法是干簧管加增量码盘，系统开机需要初始化，找到零点，之后进行增量相加计数，输出精度和码盘的光栅有关；转动控制逻辑需要单独的控制卡进行，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种天线驱动控制系统。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：一种天线驱动控制系统，包括步进电机、驱动器、绝对值码盘和控制器；控制器，用于根据接收到的伺服转动命令发送方向信号和脉冲宽度调制信号至驱动器；接收并解析绝对值码盘数据信息；对外发送绝对值码盘数据信息；驱动器，与控制器连接并用于根据接收到的方向信号和脉冲宽度调制信号驱动步进电机进行环扫、扇扫、置位和调速；步进电机，与驱动器连接用于驱动绝对值码盘；绝对值码盘，与步进电机连接用于获得并将绝对值码盘数据信息发送至控制器。本技术进一步的改进在于：控制器为FPGA芯片。FPGA芯片为EP3C25E144I7芯片。绝对值码盘采用SSI通信模式将绝对值码盘数据信息发送至控制器。步进电机和驱动器的供电电压均为12V～48V；控制器供电电压为12V；绝对值码盘供电电压为5V。绝对值码盘为RDE94BK-T30-16-1-SBG绝对值码盘。步进电机为SR3-mini-50两相步进电机。驱动器为SR3-mini驱动器。控制器通过串口RS422与上位机连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：通过绝对值码盘和步进电机的采用，使天线驱动系统的控制精度得到显著的提高；同时，系统开机启动时，不需要初始化过程，即上电就可以操作设备，降低操作难度，提高工作效率。控制器FPGA芯片接收外部的指令，并且通过内部的逻辑计算实时上报电机工作状态和绝对值码盘数据信息，能够实时掌握系统的动态。系统可以匹配目前市面上绝大多数类型的步进电机，移植性强。系统可以支持一维转台系统的所有功能，并且使用低成本的步进电机实现伺服电机的功能，降低了整个系统的制造成本。进一步的，绝对值码盘与控制器之间采用类似于查询方式的SSI通信进行数据传输，提高了数据的传输率。进一步的，系统使用的步进电机工作范围宽泛，达到12V～48V的范围，产品用电的适应性强。附图说明图1为本技术的系统原理框图；图2为本技术的控制器原理框图；图3为本技术的环扫转动示意图；图4为本技术的扇扫转动示意图；图5为本技术的凝视置位示意图；图6为本技术的步进电机控制PWM信号和启动时间对应关系图；图7为本技术的步进电机绝对值码盘数据信息SSI通信时序图。其中：1-环扫方向；2-扇扫起始角度；3-扇扫终止角度；4-扫描线；5-置位角度。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参见图1，本技术同轴绝对值式波导转同轴天线驱动系统，包括步进电机、驱动器、减速齿轮副驱动、以及用于控制的控制器和产生绝对值码盘数据信息(角码数据)的绝对值码盘。转台转动通过大小齿轮配合进行传动，大小齿轮齿比为4:1，将系统的主轴通过上下两个轴承的内圈进行固定，轴承外圈和整机壳体进行固定，大齿轮装在两个轴承之下；主轴末级固定空心码盘的转子轴，绝对值码盘的定子壳体部分通过U型结构件固定在伺服箱体上，小齿轮固定在步进电机轴上，步进电机和伺服壳体通过4个定位螺丝固定，电机安装完成，大小齿轮盘的齿牙就可以交错咬合，步进电机的驱动器和控制器就近固定在伺服壳体的下壁上。其中：控制器用于根据接收到的伺服转动命令发送方向信号和脉冲宽度调制信号至驱动器；接收并解析绝对值码盘数据信息；对外发送绝对值码盘数据信息；驱动器与控制器连接并用于根据接收到的方向信号和脉冲宽度调制信号驱动步进电机进行环扫、扇扫、置位和调速；步进电机与驱动器连接用于驱动绝对值码盘；绝对值码盘与步进电机连接用于获得并将绝对值码盘数据信息发送至控制器。其中：绝对值码盘采用SSI通信模式将绝对值码盘数据信息发送至控制器；步进电机和驱动器均为雷达1级电源供电，供电电压均为12V～48V；控制器为雷达2级电源供电，供电电压为12V；绝对值码盘由控制器转换电压至5V进行供电。控制器为EP3C25E144I7型号的FPGA芯片；绝对值码盘为RDE94BK-T30-16-1-SBG绝对值码盘；步进电机为SR3-min-50两相步进电机；驱动器为SR3-mini驱动器。控制器通过串口RS422与上位机连接，接收上位机伺服控制命令和上传伺服转动角码和状态信息(绝对值码盘数据信息)。控制器的控制电机的转动，实现转速可调，转速范围控制255档，转速最快60rpm；控制伺服系统的顺时针环扫，区域扇扫和天线凝视置位；控制电机的转动，输出PWM(脉冲宽度调制信号)波信号和方向(顺时针或逆时针)信号。绝对值编码器通过自身线缆连接到控制器码盘接口。本驱动系统的逻辑控制及工作原理为：上位机通过口RS422串口发送伺服转动命令至控制器FPGA芯片，FPGA芯片接收到命令后进入状态机进行相应的电机运转逻辑控制，发送方向信号和脉冲宽度调制信号至驱动器，同时将解析的绝对值码盘数据信息发给上位机和自身逻辑使用。驱动器根据接收到的方向信号和脉冲宽度调制信号驱动步进电机进行环扫、扇扫、置位和调速。绝对值码盘获得并将绝对值码盘数据信息发送至控制器FPGA芯片。其中，如果信号处理板的逻辑使用不多，我们可将FPGA的固件程序移植到雷达信号处理板的FPGA模块中，和信号处理的代码融合，通过1片FPGA实现所用功能。绝对值码盘采用置零模式，确保出厂调试和定北时更加直接。绝对值码盘数据信息包括伺服转动角码和状态信息。参见图2，控制器FPGA逻辑芯片的软件逻辑。控制器通过口串口接收上位机发送的伺服转动命令，包括关闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线驱动控制系统，其特征在于，包括步进电机、驱动器、绝对值码盘和控制器；控制器，用于根据接收到的伺服转动命令发送方向信号和脉冲宽度调制信号至驱动器；接收并解析绝对值码盘数据信息；对外发送绝对值码盘数据信息；驱动器，与控制器连接并用于根据接收到的方向信号和脉冲宽度调制信号驱动步进电机进行环扫、扇扫、置位和调速；步进电机，与驱动器连接用于驱动绝对值码盘；绝对值码盘，与步进电机连接用于获得并将绝对值码盘数据信息发送至控制器。

【技术特征摘要】
1.一种天线驱动控制系统，其特征在于，包括步进电机、驱动器、绝对值码盘和控制器；控制器，用于根据接收到的伺服转动命令发送方向信号和脉冲宽度调制信号至驱动器；接收并解析绝对值码盘数据信息；对外发送绝对值码盘数据信息；驱动器，与控制器连接并用于根据接收到的方向信号和脉冲宽度调制信号驱动步进电机进行环扫、扇扫、置位和调速；步进电机，与驱动器连接用于驱动绝对值码盘；绝对值码盘，与步进电机连接用于获得并将绝对值码盘数据信息发送至控制器。2.根据权利要求1所述的天线驱动控制系统，其特征在于，所述控制器为FPGA芯片。3.根据权利要求2所述的天线驱动控制系统，其特征在于，所述FPGA芯片为EP3C25E144I7芯片。4.根据权利要求1所述的天线驱动控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张北京，崔少鹏，孙岳，李向，
申请(专利权)人：西安希德雷达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61