[發明專利]一種硬桿控制系統

有效

• 申請號: 201310467940.7
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103529693A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王鮮紅;馬彩文;梁雁冰;李艷
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G05B11/01
• 分類號: G05B11/01;G01C1/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

技術領域

本發明屬于機電一體化的伺服控制系統領域，具體涉及一種硬桿控制系統。

背景技術

硬桿控制系統廣泛應用于經緯儀的遠程或超遠程控制之中，實現經緯儀對目標的半自動跟蹤、定向、捕獲功能。硬桿的執行機構（即手柄，或者操縱桿），分為硬桿和軟桿，而硬桿具有較好的回位精度和抗振性能；扳動硬桿手柄，離開中心位置的偏移矢量，反映了電機的旋轉方向和大小，扳動硬桿手柄的速度，反映了電機的旋轉速度。偏移量的測量常用的有紅外光學傳感器、霍爾式傳感器、力敏傳感器，力敏傳感器具有成本低廉、精度損失小、抗干擾能力強的特點；傳感器將感知的電壓信號，經過硬桿調節器、伺服控制器處理后，控制經緯儀完成目標精確跟蹤、定位、快速捕獲功能。

現有的硬桿控制系統，具有互換性差；信號隨溫度變化，需要單片機校正非線性輸出；易受電磁場干擾的缺點。

發明內容

本發明為解決經緯儀的人機智能遠程控制問題，提供一套硬桿控制系統。

本發明的技術解決方案是：

一種硬桿控制系統，包括與硬桿依次連接的硬桿調節器和速度調節器，速度調節器與被控儀器連接，其特殊之處在于：硬桿調節器包括電橋電路、第一支路和第二支路，第一支路和第二支路均包括依次連接的微弱信號的差分放大和平衡電路、低通濾波電路、零點漂移的調整電路、增益調節及特性調節電路以及限幅放大電路，電橋電路輸出信號La和Le，信號La依次通過第一支路的微弱信號的差分放大和平衡電路、低通濾波電路、零點漂移的調整電路、增益調節及特性調節電路、限幅放大電路與速度調節器連接，信號Le通過第二支路的微弱信號的差分放大和平衡電路、低通濾波電路、零點漂移的調整電路、增益調節及特性調節電路、限幅放大電路與速度調節器連接。

上述電橋電路包括應變片RD1、應變片RD2、應變片RD3、應變片RD4、應變片RB1、應變片RB2以及分壓電阻；應變片RD1、應變片RD2、應變片RD3以及應變片RD4分別設置在硬桿的前后左右四個方位；應變片RD1以及應變片RD2串聯成第一支路，應變片RB1以及應變片RB2串聯成第二支路，應變片RD3以及應變片RD4串聯成第三支路，第一支路、第二支路和第三支路并聯，應變片RD1和應變片RD2的共同連接端輸出信號La給第一支路的微弱信號的差分放大和平衡電路；應變片RD3和應變片RD4的共同連接端輸出信號Le給第二支路的微弱信號的差分放大和平衡電路；第一支路和第二支路并聯的一個端點通過分壓電阻接電源，第一支路和第二支路并聯的另一個端點接地。

上述微弱信號的差分放大和平衡電路包括運算放大器U1、運算放大器U2、運算放大器U5、電阻R11、電阻R15、電阻R12、電阻R17、電位器P1、二極管D1和二極管D2；運算放大器U2的輸出端接入運算放大器U2的負輸入端，運算放大器U2的輸出端依次通過電阻R12和電阻R17接地；運算放大器U1的輸出端接入運算放大器U1的負輸入端，運算放大器U1的輸出端通過電阻R11接入運算放大器U5的負輸入端，應變片RB1和應變片RB2的共同連接端接入運算放大器U2的正輸入端，應變片RD1和應變片RD2的共同連接端輸出信號La連接第一支路中運算放大器U1的正輸入端；應變片RD3和應變片RD4的共同連接端輸出信號Le給第二支路中運算放大器U1的正輸入端；二極管D1和二極管D2并聯后接在運算放大器U5的正輸入端和負輸入端之間；二極管D1的正負極連接方向與二極管D2的正負極連接方向相反；運算放大器U5的負輸入端還接在電阻R12和電阻R17之間，運算放大器U5的輸出端依次通過電位器P1和電阻R15接入運算放大器U5的負輸入端。

上述低通濾波電路包括電阻R19、電阻R22以及電容C1；電阻R19和電阻R22串聯后接在差分放大和平衡電路的輸出端和零點漂移的調整電路的輸入端之間，電阻R19和電阻R22的共同連接端通過電容C1接地。