[發明專利]基于步進驅動的指揮鏡兩維轉臺隨動控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710219973.8
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106774459B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 萬其;周磊;王建紅;高金鳳;陳桂
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明是一種基于步進驅動的指揮鏡兩維轉臺隨動控制系統，包括運動控制器，運動控制器接收上位機隨動位置給定，分別產生方位、高低控制指令信號通過與方位步進電機驅動器、高低步進電機驅動器之間的連接電纜傳輸給方位步進電機驅動器、高低步進電機驅動器，完成方位步進電機、高低步進電機的位置控制；通過對頻率變化量即步進電機速度變化量的控制，使指揮鏡隨動平臺避免在未知輸入情況下速度突變和加速度突變造成對指揮鏡的沖擊及步進電機驅動系統的失步問題，實現較為簡便，同時基于該硬件架構非常容易實現更多步進電機的隨動位置系統的控制。

技術領域

本發明涉及基于步進驅動的指揮鏡兩維轉臺隨動控制系統及控制方法，屬于隨動控制系統技術領域。

背景技術

指揮鏡是一種對空觀測的光學儀器，將指揮鏡安裝在兩維轉臺上，實現空中目標搜捕、識別和指示等功能。

步進驅動系統控制的基本原理是向步進電機驅動器發送脈沖，脈沖的數量對應步進電機的轉角位置，脈沖的頻率對應步進電機的轉速，步進驅動系統相對伺服系統，伺服電機內部通過安裝旋轉編碼器實現了反饋控制，控制精度高，但成本較高。步進電機驅動系統是一種開環控制，因而連線簡單、成本低。步進電機利用細分技術，可以達到較高的精度，重復精度高，缺點是可能存在失步現象。

步進電機驅動器系統通常應用于預先知道運行位置軌跡的定位控制系統和速度控制系統，可以通過適當的方法進行軌跡規劃，防止步進電機出現失步現象，如中國專利申請號：CN201210422712.3，申請日：2012年10月30日，專利名稱為：一種步進電機的控制系統及控制方法，該發明涉及一種步進電機的控制系統及控制方法，采用指數型加減速曲線，控制步進電機定位，這是目前步進電機控制較為普遍采用的方法。

指揮鏡位置隨動系統由于其給定的位置輸入信號預先未知且隨時間變化，難以事先對運動路徑進行規劃，同時承載指揮鏡的光學設備的隨動平臺應避免角加速度突變造成光學設備的沖擊，因此常規的步進電機控制方法難以滿足應用需求。

發明內容

為了解決上述不足，本發明提供了基于步進驅動的位置隨動控制系統及控制方法。

本發明所采取的技術方案是：

本發明是一種基于步進驅動的指揮鏡兩維轉臺隨動控制系統，包括上位機接口、運動控制器、方位步進電機驅動器、方位步進電機、方位減速機、高低步進電機驅動器、高低步進電機、高低減速機、隨動轉臺、指揮鏡等，運動控制器接收上位機隨動位置給定，分別產生方位、高低控制指令信號通過與方位步進電機驅動器、高低步進電機驅動器之間的連接電纜傳輸給方位步進電機驅動器、高低步進電機驅動器，完成方位步進電機、高低步進電機的位置控制；方位步進電機輸出軸、高低步進電機輸出軸分別與方位減速機輸入轉軸、高低減速機輸入轉軸相連，帶動方位減速機、高低減速機轉動；方位減速機輸出軸、高低減速機輸出軸分別與隨動轉臺的方位、高低轉軸相連，控制隨動轉臺兩維轉動，指揮鏡安裝在隨動轉臺上，跟隨隨動轉臺轉動；所述方位步進電機驅動器、高低步進電機驅動器的控制信號形式為轉動方向信號、頻率信號。