[發(fā)明專利]一種大氣相干長度測量儀機架控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410361420.2
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104156008B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚逢富;何楓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20;G01J9/00;G01D11/30
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

1.一種大氣相干長度測量儀機架控制系統(tǒng)，其特征在于：包括中央控制器，所述中央控制器通過串行通訊口與上位機通訊連接，還包括與大氣相干長度測量儀方位軸傳動連接的方位軸步進電機、與大氣相干長度測量儀俯仰軸傳動連接的俯仰軸步進電機、與大氣相干長度測量儀調(diào)焦軸傳動連接的調(diào)焦步進電機，以及安裝在方位軸處的方位軸編碼器、安裝在俯仰軸處的俯仰軸編碼器，所述中央控制器通過方位軸驅(qū)動器與方位軸步進電機連接、通過俯仰軸驅(qū)動器與俯仰軸步進電機連接、通過調(diào)焦驅(qū)動器與調(diào)焦步進電機連接，所述方位軸編碼器、俯仰軸編碼器分別接入中央控制器；

所述中央控制器通過串行通訊口與上位機通訊，上位機發(fā)送定位位置或運行速度信號至中央控制器，同時中央控制器把當(dāng)前的位置和運行速度返回給上位機；

所述中央控制器分兩路分別控制方位軸和俯仰軸，一路控制方位軸步進電機驅(qū)動器，進而控制方位軸步進電機，同時中央控制器通過方位軸編碼器獲得方位軸的位置及速度信息；另一路控制俯仰軸步進電機驅(qū)動器，進而控制俯仰軸步進電機，同時中央控制器通過俯仰軸編碼器獲得俯仰軸的位置及速度信息；所述中央控制器通過控制調(diào)焦步進電機驅(qū)動器，進而控制步進電機來調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的焦距；

還包括接入中央控制器的控制手柄，中央控制器通過讀取控制手柄的輸入信號，實現(xiàn)手動控制機架的方位軸、俯仰軸及焦距調(diào)節(jié)；

所述中央控制器型號為dsPIC33FJ128GP710A的帶有DSP內(nèi)核的單片機U1，方位軸驅(qū)動器與俯仰軸驅(qū)動器均為型號為THB7128的步進電機驅(qū)動器U2，方位軸步進電機與俯仰軸步進電機均為型號為42HS4813A4的兩相步進電機U3，方位軸編碼器和俯仰軸編碼器均為型號為AAM3810-1212-SDSGGA的絕對型多圈編碼器U7，其中：

單片機U1的RD12腳分別與步進電機驅(qū)動器U2的CW/CCW腳相連，單片機U1的OC3腳分別與步進電機驅(qū)動器U2的CLK腳相連，單片機U1的RD6腳分別與步進電機驅(qū)動器U2的ENABLE腳相連，單片機U1的RD13腳、RD4腳、RD5腳分別與步進電機驅(qū)動器U2的M1腳、M2腳、M3腳一一對應(yīng)相連；

兩相步進電機U3一個繞組的兩個輸出端INB1與INB2分別一一對應(yīng)與步進電機驅(qū)動器U2的OUT1B腳、OUT2B腳連接，兩相步進電機U3另一個繞組的兩個輸出端INA1、INA2分別一一對應(yīng)與步進電機驅(qū)動器U2的OUT1A腳、OUT2A腳連接；

所述方位軸編碼器、俯仰軸編碼器均為型號為AAM3810-1212-SDSGGA的絕對型多圈編碼器U7，單片機U1通過型號為DS8921的差分收發(fā)器U6與編碼器U7連接，其中單片機U1的RB2腳與差分收發(fā)器U6的DI腳連接，單片機U1的RB3腳與差分收發(fā)器U6的RO腳連接，差分收發(fā)器U6的RI+腳、RI-腳分別與編碼器U7的DATA+腳、DATA-腳一一對應(yīng)連接，差分收發(fā)器U6DO+腳、DO-腳分別與編碼器U7的CLK+腳、CLK-腳一一對應(yīng)連接；

所述調(diào)焦驅(qū)動器為型號為ULN2003的達林頓管陣列U4，調(diào)焦步進電機為型號為28BYJ48的步進電機U5，單片機U1的RA2腳-RA5腳與達林頓管陣列U4的IN1腳-IN4腳一一對應(yīng)連接，達林頓管陣列U4的OUT1腳-OUT4腳與步進電機U5的A腳、B腳、C腳、D腳一一對應(yīng)連接；

所述方位軸和俯仰軸的控制結(jié)構(gòu)相同，控制方式：上位機通過串行通訊口將控制指令發(fā)送給單片機，單片機將控制指令轉(zhuǎn)換為控制步進電機驅(qū)動器運行的脈沖信號及分頻比控制信號，進而控制步進電機按照控制指令要求運行；同時，單片機采集編碼器的值，通過計算得到當(dāng)前的絕對位置和運行速度，并通過串口將絕對位置和運行速度返回給上位機；所述上位機控制指令包括位置定位指令和運行速度指令；位置定位指令：用于跟蹤目標(biāo)的快速切換；運行速度指令：根據(jù)實時計算的跟蹤目標(biāo)速度，控制方位軸和俯仰軸按照給定速度運行；

所述控制手柄用來手動控制機架的方位軸、俯仰軸及焦距的調(diào)節(jié)；一共有八個按鍵，分別是“上”、“下”、“左”、“右”、“調(diào)焦+”、“調(diào)焦-”、“速度+”、“速度-”；“上”、“下”鍵用于控制俯仰軸，“左”、“右”鍵用于控制方位軸，“調(diào)焦+”、“調(diào)焦-”用于控制焦距調(diào)節(jié)；“速度+”、“速度-”鍵用于控制方位軸、俯仰軸及焦距調(diào)節(jié)的運行速度；

所述控制手柄通過編碼的方式與單片機通訊，既可以通過導(dǎo)線連接的有線方式通訊，也可以通過紅外遙控的方式通訊；其編碼格式為：引導(dǎo)碼+速度碼+按鍵碼+校驗碼+延時。