[發明專利]機載雷達天線伺服控制系統

有效

• 申請號: 201310408625.7
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103457530A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 金飛;于文博;徐樹
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 總裝工程兵科研一所專利服務中心 32002
• 代理人: 楊立秋

技術領域

本發明涉及伺服系統嵌入式控制器技術領域，尤其是一種機載雷達天線伺服控制系統。

背景技術

機械掃描機載雷達的種類多，性能需求多樣?，F有產品伺服系統控制器，針對有刷直流電機控制，傳統有刷直流電機由于具有良好的機械特性和簡單的控制方式，在雷達天線伺服控制領域曾經得到廣泛地應用。目前普遍采用嵌入式系統、模擬-數字混合設計的基本結構進行設計，控制器通過D/A轉換器輸出模擬電壓在經過功率驅動，實現對有刷直流電機控制。有刷直流電機雖然具有優良的調速和起動特性，但由于存在電刷和換向器電刷和換向器，需要經常性維護，并且會產生火花和電磁干擾，使得其可靠性和電磁兼容性大大降低。不能滿足氣象雷達產品對伺服系統可靠性指標的要求?？刂破鳂嫵傻乃欧到y中通過模擬信號傳輸控制信號，無法實現強弱電隔離，帶來電磁兼容和安全隱患。

為滿足高可靠機載機械掃描雷達對伺服系統嵌入式運動控制的需求，選擇了交流永磁同步電機作為驅動天線運動的執行元件，交流永磁同步電機作為一種新型電機，在結構上去掉了電刷和換向器，運行可靠性高,其具有結構簡單、體積小、效率高、功率因素高、轉矩電流比高、轉動慣量低、易于散熱及維護保養等優點，特別是隨著永磁材料價格的下降、材料磁性能的提高，以及新型永磁材料的出現，完全能夠滿足雷達伺服伺服系統的使用環境要求。原有的直流電機伺服控制器已經不能滿足新型電機的控制需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種機載雷達天線伺服控制系統，該伺服控制系統能夠滿足交流永磁同步電機的控制要求。

為了解決上述技術問題，本發明包括：

數字信號處理器，用于接收綜合處理機的指令數據，處理各類傳感器的信號，運行伺服控制算法實現電機的閉環控制；

與數字信號處理器連接的旋變角度解算器，所述旋變角度解算器上設置有與方位正余弦旋轉變壓器和俯仰正余弦旋轉變壓器連接的兩個接口，用于電機轉子位置和速度的檢測；

與數字信號處理器連接的電流采樣調理模塊，將電流信號輸出給數字信號處理器在軟件設置的時刻進行模/數轉換；

與數字信號處理器連接的IPM模塊溫度采樣模塊，用于實時監視貼裝在IPM模塊上的溫度傳感器檢測到的模塊溫度，實現模塊工作過溫保護；

與數字信號處理器連接的PWM光電隔離驅動模塊，用于接收數字信號處理器輸出的PWM脈沖信號；

與數字信號處理器連接的母線電壓采樣模塊，用于實時監視母線電壓，實現電機驅動控制的母線欠壓、過壓及再生能量的控制；

與數字信號處理器連接的再生制動模塊，接收來自軟件策略輸出的控制信號，疊加到母線電壓上的再生能量通過功率MOSFET及放電電阻適宜的泄放；

與數字信號處理器連接的離散量接口，用于硬件握手和狀態控制；

與數字信號處理器連接的RS422接口，通過RS422差分驅動電路與外部設備綜合處理機連接，接收綜合處理機工作指令及返回伺服系統數據和狀態；

與數字信號處理器連接的RS232接口，通過RS232驅動電路連接ATE設備或地面調試設備，用來程序加載和調試檢測系統數據；

JTAG調試接口，用于數字信號處理器軟件仿真、調試、分析及程序燒錄的接口，采用菊花鏈連接方式；

具有外部電源接口的EMI濾波及浪涌抑制電路，EMI濾波及浪涌抑制電路分別與再生制動模塊和控制電源電路連接，對輸入電源進行濾波和浪涌抑制，使控制器內部電源免受外部的干擾影響，同時內部功率電路的工作噪聲也不影響外部電源；

與EMI濾波及浪涌抑制電路連接的控制電源電路，向本系統提供工作電源；

與PWM光電隔離驅動模塊連接的IMP功率模塊，用于接收通過光耦隔離的PWM脈沖信號，實現對電機的功率驅動。?

本發明的優點是：

1，實時性：三環控制速度快，電流控制速度在10kHz以上，速度位置控制周期1KHz以上；

2，?PWM分辨率，電流、速度、位置控制分辨率高；

3，采用了統一的硬件結構，靈活的軟件配置；

4，采用高度集成的IPM模塊，具有過流、過溫等保護電路，可靠性高。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

圖2是本發明的矢量控制原理框圖。

具體實施方式