一种星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，包括1553B通信模块、CPU控制模块及FPGA控制模块；1553B通信模块用于接收1553B总线指令，并对其进行物理层、链路层协议解析，并以外部中断的形式将其输出至CPU控制模块；CPU控制模块用于输出速度指令至FPGA控制模块；FPGA控制模块接收速度指令，输出换向及电流控制信号。本实用新型专利技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器采用高可靠1553B通信接口，并在应用层采取帧长判定，奇偶校验等措施，极大提高了星上通信的可靠性，解决了传统驱动器RS‑422接口通信速率低，可靠性不高，可扩展性差等问题。

ANTENNA DRIVING CONTROLLER WITH 1553B COMMUNICATION INTERFACE ON SATELLITE

【技术实现步骤摘要】
一种星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器
本技术涉及一种卫星天线的驱动控制装置，尤其涉及一种星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器。
技术介绍
传统卫星上数传天线采用宽波束天线，天线驱动控制仅需采用简单的展开驱动控制，所需的指令简单，通过OC门或RS-422通信接口即可实现。为了增强天线增益，不管是民用的风云系列卫星，还是军用成像系列卫星，越来越多地采用点波束天线。点波束天线对天线的驱动控制提出了新的要求，所需控制指令，遥测信息均大幅增加，对指令及遥测的实时性、可靠性要求大幅提高，传统的OC门或RS-422通信接口已经无法满足指令大数据量、遥测实时性及可靠性要求。经过对现有文献的检索，发现有以下现有技术：一、申请号为201210462997.3，公开号为CN102931900A，名称为“一种高可靠两相步进电机驱动控制器”的专利文献，该专利公开的技术方案给出了基于RS232通信接口的恒流驱动电路，其具有长寿命、高可靠性的优点，但是该技术方案采用RS232接口，通信速率低，可扩展性不强；二、申请号为201710356080.8，公开号为CN107017809A，名称为“一种星上低功耗高精度二维指向机械驱动器”的专利文献，该专利给出了基于细分处理脉宽调制(PWM)驱动技术的技术方案，但是该技术方案采用RS422作为通信接口，仅适用于低速率传输、小数据量场合，不适用于大数据量传输场合。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的天线驱动控制器。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种能够满足大数据量指令及遥测实时性、可靠性要求的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器。本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，包括1553B通信模块、CPU控制模块及FPGA控制模块；所述1553B通信模块用于接收上位机发出的1553B总线指令，并对1533B总线指令进行物理层、链路层协议解析，并以外部中断的形式将解析后的1533B总线指令输出至CPU控制模块；所述CPU控制模块用于对1553B总线指令进行应用层协议解析，结合采集的当前角度位置，进行位置闭环控制，并输出速度指令至FPGA控制模块；所述FPGA控制模块通过内部并行ISA接口接收CPU控制模块输出的速度指令，输出换向及电流控制信号，同时采集角度模数转换模块的角度信息。进一步的，本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，还包括电源模块，所述电源模块用于将一次母线电源通过DC/DC转换的方式转换为各模块电路所需的二次电源。进一步的，本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，还包括驱动模块，所述驱动模块用于接收FPGA控制模块输出的换向及电流控制信号，并将换向及电流控制信号进行功率放大后，输出至电机绕组。进一步的，本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，还包括角度模数转换模块，所述角度模数转换模块用于输出激励信号至旋转发送机，并接收旋转发送机发出的角度模拟信息，角度模数转换模块在接收到角度模拟信号后将其模数转换后输出数字量角度信息。进一步的，本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，所述1553B通信模块包括B65170S6接口芯片，B65170S6接口芯片通过变压器耦合方式与上位机连接。借由上述方案，本技术至少具有以下优点：本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，其通信接口由传统的OC门或RS-422通信接口改为1553B通信接口，解决了点波束天线等对大数据量指令及遥测实时性、可靠性要求高的问题，其利用1553B通信模块的曼彻斯特编解码、物理层及链路层协议校验机制，并应用层帧长判定、奇偶校验等多种可靠性措施，极大地提高了通信接口的可靠性；1553B通信传输速率可达1Mbps，实时性性能明显增强。本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器能驱动二维指向机构完成实时的指向运动，并能保证大数据量指令及遥测的可靠通信。综上所述，本技术的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器能够满足大数据量指令及遥测实时性、可靠性要求。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本实施例提供的星上具有高可靠1553B通信接口的天线驱动控制器结构示意图；图2为本实施例提供的高可靠1553B通信接口电路连接图；图3为本实施例提供的高可靠1553B通信接口应用层协议定义图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的星上具有高可靠1553B通信接口的天线驱动控制器作进一步详细说明。根据下面说明结合权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实施例的目的。图1为本实施例提供的星上具有高可靠1553B通信接口的天线驱动控制器结构示意图。参照图1，星上具有高可靠1553B通信接口的天线驱动控制器包括1553B通信模块12，其接收上位机13的1553B总线指令，并进行物理层及链路层协议解析，最后以外部中断的形式输出至CPU控制模块14；CPU控制模块14，其对1553B总线指令进行应用层协议解析，结合采集的当前角度位置，进行位置闭环控制，并输出速度指令至FPGA控制模块15；FPGA控制模块15，其通过内部并行ISA接口接收CPU控制模块14输出的速度指令，输出换向及电流控制信号，同时采集角度模数转换模块17的输出角度信息；优选的，本实施例的星上具有高可靠1553B通信接口的天线驱动控制器还包括电源模块11，其将一次母线电源进行DC/DC转换，转换为各模块电路所需的二次电源；驱动模块16，其接收FPGA控制模块15输出的换向及电流控制信号，并进行功率放大后，输出至电机绕组18a；角度模数转换模块17，输出激励信号至旋转发送机18b，并接收角度模拟信息，经过角度模数转换后，输出数字量绝对角度信息。在本实施例中，1553B通信模块12采用B65170S6接口芯片，并实现总线信号物理层及链路层协议解析；其采用变压器耦合方式，隔离变压器采用B-3226-T芯片；其采用外部中断方式，采用“CPU+FPGA”的控制处理模式，其中，CPU控制模块实现1553B通信模块中寄存器的初始化设置、中断处理及协议解析；FPGA控制模块实现1553B通信模块的控制信号及逻辑功能。在本实施例中，CPU控制模块14采用积分分离PID位置闭环控制算法；设定阈值ε，若当前角度θ1与目标角度θ2的差值大于阈值ε，取消积分作用，采用PD控制，避免由于积分作用使系统的超调增大，产生振荡；若当前角度θ1与目标角度θ2差值小于等于阈值ε，引入积分作用，采用PID控制，以消除静态误差，保证系统的控制精度。在本实施例中，FPGA控制模块15采用细分脉宽调制(PWM)，假设机构速度为V，谐波减速器减速比为N1，步距角为θ，细分数为N2，则细分周期T＝4×θ/(V×N1×N2)；在本实施例中，机构最大速度为1°/s，谐波减速器减速比为100：1，步距角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，其特征在于：包括1553B通信模块、CPU控制模块及FPGA控制模块；所述1553B通信模块用于接收上位机发出的1553B总线指令，并对1553B总线指令进行物理层、链路层协议解析，并以外部中断的形式将解析后的1553B总线指令输出至CPU控制模块；所述CPU控制模块用于对1553B总线指令进行应用层协议解析，结合采集的当前角度位置，进行位置闭环控制，并输出速度指令至FPGA控制模块；所述FPGA控制模块通过内部并行ISA接口接收CPU控制模块输出的速度指令，输出换向及电流控制信号，同时采集角度模数转换模块的角度信息。

【技术特征摘要】
1.一种星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，其特征在于：包括1553B通信模块、CPU控制模块及FPGA控制模块；所述1553B通信模块用于接收上位机发出的1553B总线指令，并对1553B总线指令进行物理层、链路层协议解析，并以外部中断的形式将解析后的1553B总线指令输出至CPU控制模块；所述CPU控制模块用于对1553B总线指令进行应用层协议解析，结合采集的当前角度位置，进行位置闭环控制，并输出速度指令至FPGA控制模块；所述FPGA控制模块通过内部并行ISA接口接收CPU控制模块输出的速度指令，输出换向及电流控制信号，同时采集角度模数转换模块的角度信息。2.根据权利要求1所述的星上具有1553B通信接口的天线驱动控制器，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块用于将一次母线电源通过DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，周伟幸，蒋范明，方智毅，孙海林，李臣政，董毅，艾艳飞，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31