[發(fā)明專利]一種天線驅(qū)動控制單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611091890.7
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106610612B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 馬紀軍;馬楠;張雪;汪洋;賈軍;李鐵;趙書陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

1.一種天線驅(qū)動控制單元，其特征在于包括：控制卡、AC/DC電源模塊、第一方位繼電器、第二方位繼電器、第一俯仰繼電器、第二俯仰繼電器、第一方位接觸器、第二方位接觸器、第一俯仰接觸器、第二俯仰接觸器、方位空氣斷路器和俯仰空氣斷路器；

控制卡根據(jù)接收到的外部輸入的天線控制信號以及采集的天線座的狀態(tài)信息，生成方位驅(qū)動單元控制指令、方位驅(qū)動單元上電指令、俯仰驅(qū)動單元控制指令和俯仰驅(qū)動單元上電指令，并分別將方位驅(qū)動單元控制指令和俯仰驅(qū)動單元控制指令送入方位驅(qū)動單元和俯仰驅(qū)動單元，將方位驅(qū)動單元上電指令送入第一方位繼電器和第二方位繼電器之中，將俯仰驅(qū)動單元上電指令送入第一俯仰繼電器和第二俯仰繼電器之中；

第一方位繼電器接收到方位驅(qū)動單元上電指令之后，控制第一方位接觸器將經(jīng)過方位空氣斷路器保護的外部輸入的交流電提供給方位驅(qū)動單元，第二方位繼電器接收到方位驅(qū)動單元上電指令之后，控制第二方位接觸器將經(jīng)過方位空氣斷路器保護的外部輸入的交流電提供給方位驅(qū)動單元，方位驅(qū)動單元根據(jù)輸入的兩路交流電以及方位驅(qū)動單元控制指令驅(qū)動天線在方位軸運轉(zhuǎn)；

第一俯仰繼電器接收到俯仰驅(qū)動單元上電指令之后，控制第一俯仰接觸器將經(jīng)過俯仰空氣斷路器保護的外部輸入的交流電提供給俯仰驅(qū)動單元，第二俯仰繼電器接收到俯仰驅(qū)動單元上電指令之后，控制第二俯仰接觸器將經(jīng)過俯仰空氣斷路器保護的外部輸入的交流電提供給俯仰驅(qū)動單元，俯仰驅(qū)動單元根據(jù)輸入的兩路交流電以及俯仰驅(qū)動單元控制指令驅(qū)動天線在俯仰軸運轉(zhuǎn)；

天線座的實時狀態(tài)、方位驅(qū)動單元的工作狀態(tài)以及俯仰驅(qū)動單元的工作狀態(tài)均反饋到控制卡中，控制卡將上述狀態(tài)信息和工作信息輸出到上位機中進行顯示；所述天線座狀態(tài)信息包括速率陀螺狀態(tài)信號、方位/俯仰實時角、天線座方位卷繞信息和天線座開關量信息；

AC/DC電源模塊為控制卡、第一方位繼電器、第二方位繼電器、第一俯仰繼電器、第二俯仰繼電器、第一方位接觸器、第二方位接觸器、第一俯仰接觸器和第二俯仰接觸器供電；

所述控制卡包括FPGA模塊、DSP模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字隔離器、三態(tài)D類鎖存器、光耦隔離器、數(shù)據(jù)驅(qū)動器、繼電器模塊和RS422串行通信模塊；

外部輸入的控制信號同時送入光耦隔離器和RS422串行通信模塊，經(jīng)過光耦隔離之后送入FPGA模塊，RS422串行通信模塊將輸入到其中的控制信號進行差分信號電平轉(zhuǎn)換，生成5VTTL電平信號，通過數(shù)字隔離器進行電平轉(zhuǎn)換送入FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊通過RS422串行通信模塊、數(shù)字隔離器、AD轉(zhuǎn)換模塊、三態(tài)D類鎖存器和光耦隔離器采集天線座狀態(tài)信息；

FPGA模塊將采集到的處理過的控制信號和天線座狀態(tài)信息送到DSP模塊中，DSP模塊生成方位驅(qū)動單元控制指令、方位驅(qū)動單元上電指令、俯仰驅(qū)動單元控制指令和俯仰驅(qū)動單元上電指令，并送入FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊將方位驅(qū)動單元控制指令和俯仰驅(qū)動單元控制指令依次通過數(shù)字隔離器、RS422串行通信模塊分別送入方位驅(qū)動單元和俯仰驅(qū)動單元，F(xiàn)PGA模塊將方位驅(qū)動單元上電指令依次通過數(shù)據(jù)驅(qū)動器、光耦隔離器和繼電器模塊分別送入第一方位繼電器和第二方位繼電器，F(xiàn)PGA模塊將俯仰驅(qū)動單元上電指令依次通過數(shù)據(jù)驅(qū)動器、光耦隔離器和繼電器模塊分別送入第一俯仰繼電器和第二俯仰繼電器；

天線座的方位卷繞信息通過AD轉(zhuǎn)換模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再通過三態(tài)D類鎖存器進行鎖存，將鎖存之后的數(shù)字信號送入FPGA模塊；速率陀螺狀態(tài)信號、方位/俯仰實時角是通過RS422串行通信模塊和數(shù)字隔離器進行采集；天線座開關量信息是通過光耦隔離器進行采集；

所述方位驅(qū)動單元是指驅(qū)動天線實現(xiàn)方位軸0～360度運轉(zhuǎn)的機構(gòu)，所述俯仰驅(qū)動單元是指驅(qū)動天線實現(xiàn)俯仰軸-5～185度運轉(zhuǎn)的機構(gòu)；

還包括狀態(tài)顯示卡，用于顯示控制卡與上位機之間、控制卡與方位驅(qū)動單元之間、控制卡與俯仰驅(qū)動單元之間的通信狀態(tài)，同時，狀態(tài)顯示卡還顯示控制卡的供電狀態(tài)；

還包括警示燈繼電器和警示燈；

控制卡采集第一方位接觸器、第二方位接觸器、第一俯仰接觸器和第二俯仰接觸器的工作狀態(tài)，并通過警示燈繼電器控制警示燈進行狀態(tài)顯示；

FPGA模塊通過光耦隔離器采集第一方位接觸器、第二方位接觸器、第一俯仰接觸器和第二俯仰接觸器的工作狀態(tài)，生成警示燈控制信號依次通過數(shù)據(jù)驅(qū)動和光耦隔離器輸出；

FPGA模塊將控制卡與上位機之間、控制卡與方位驅(qū)動單元之間、控制卡與俯仰驅(qū)動單元之間的通信狀態(tài)以及控制卡中+5V、±12V的供電狀態(tài)依次通過數(shù)據(jù)驅(qū)動器、光耦隔離器輸出至狀態(tài)顯示卡；

天線驅(qū)動控制單元控制卡接收到上位機下發(fā)的伺服系統(tǒng)上電指令后，通過第一方位繼電器控制第一方位接觸器為第一方位驅(qū)動器提供～220V動力電源AC220V2；通過第二方位繼電器控制第二方位接觸器為第二方位驅(qū)動器提供～220V動力電源AC220V2；通過第一俯仰繼電器控制第一俯仰接觸器為第一俯仰驅(qū)動器提供～220V動力電源AC220V2；通過第二俯仰繼電器控制第二俯仰接觸器為第二俯仰驅(qū)動器提供～220V動力電源AC220V2；方位驅(qū)動單元包括第一方位驅(qū)動器和第二方位驅(qū)動器，俯仰驅(qū)動單元包括第一俯仰驅(qū)動器和第二俯仰驅(qū)動器；接觸器具有自鎖功能，加電完成后天線驅(qū)動控制單元控制卡采集第一方位接觸器自鎖信號、第二方位接觸器自鎖信號、第一俯仰接觸器自鎖信號、第二俯仰接觸器自鎖信號分別產(chǎn)生方位和俯仰上電完成狀態(tài)指示，上位機接收到上電完成狀態(tài)指示后允許操作手操作天線運轉(zhuǎn)；

去電工作流程與加電工作流程一致，去電完成后天線驅(qū)動控制單元控制卡采集第一方位接觸器自鎖信號、第二方位接觸器自鎖信號、第一俯仰接觸器自鎖信號、第二俯仰接觸器自鎖信號分別產(chǎn)生方位和俯仰去電完成狀態(tài)指示，上位機接收到去電完成狀態(tài)指示后禁止操作手操作天線運轉(zhuǎn)；系統(tǒng)工作時第一方位驅(qū)動器驅(qū)動方位電機1運轉(zhuǎn)，第二方位驅(qū)動器驅(qū)動方位電機2運轉(zhuǎn)，第一俯仰驅(qū)動器驅(qū)動俯仰電機1運轉(zhuǎn)，第二俯仰驅(qū)動器驅(qū)動俯仰電機2運轉(zhuǎn)；第一方位驅(qū)動器、第二方位驅(qū)動器安裝在方位驅(qū)動單元中，第一俯仰驅(qū)動器、第二俯仰驅(qū)動器安裝在俯仰驅(qū)動單元中，方位電機1、方位電機2、俯仰電機1、俯仰電機2安裝在天線座中。