專利名稱：一種轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)，屬于轉(zhuǎn)臺伺服技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于航空、航海、數(shù)控、機(jī)器人、火炮、電動機(jī)車等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，伺服系統(tǒng)在當(dāng)今社會的生產(chǎn)生活以及國防建設(shè)等領(lǐng)域都起著十分重要的作用。機(jī)電一體化技術(shù)水平的不斷提高以及計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為研制出高性能的伺服系統(tǒng)提供了有力的條件。轉(zhuǎn)臺的性能指標(biāo)要求具有高響應(yīng)、調(diào)速范圍寬、低速性能好、精度高等特點。高響應(yīng)是指轉(zhuǎn)臺的響應(yīng)時間很快；低速性能好是指轉(zhuǎn)臺在低頻保持良好的控制性能；調(diào)速范圍寬是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率以及力矩大的特點；精度高是指系統(tǒng)的控制精度誤差很低，保證在系統(tǒng)指標(biāo)要求以內(nèi)。目前國內(nèi)市場上出現(xiàn)的轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)大多不具備采用伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)臺所具有的優(yōu)越性能，往往表現(xiàn)出響應(yīng)不高、調(diào)速范圍窄、低速性能差、精度低等缺點，且其中大部分轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)選用的都是步進(jìn)電機(jī)，性能不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種控制靈活、性能穩(wěn)定可靠的轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括終端顯示模塊、按鍵輸入模塊、串行通信接口模塊以及微控制器，所述微控制器通過串行通信接口模塊連接PC機(jī)、方位和俯仰電機(jī)驅(qū)動器以及信號分機(jī)，與微控制器相連的終端顯示模塊用于實時顯示轉(zhuǎn)臺當(dāng)前的角度信息，與微控制器相連的按鍵輸入模塊用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺控制方式的切換和對轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動控制。所述微控制器還設(shè)有數(shù)字信號輸入/輸出、模擬信號輸入以及電機(jī)驅(qū)動器控制的外部接口。所述串行通信接口模塊包括用于連接PC機(jī)的RS232模塊、用于連接方位和俯仰電機(jī)驅(qū)動器的兩個RS422模塊以及用于連接信號分機(jī)的兩個RS485模塊；所述兩個RS422模塊和兩個RS485模塊分別通過PCB連接器與微控制器連接。技術(shù)效果1、具有定位精度高、控制精度高、掃描速度連續(xù)可調(diào)等性能特點。2、具有預(yù)置全自動、人工干預(yù)自動和手動控制三種控制方式，控制方式靈活。3、具有高響應(yīng)、調(diào)速范圍寬、低速性能好、精度高等性能特點，系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，能夠滿足轉(zhuǎn)臺伺服控制的需要。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括終端顯示模塊、按鍵輸入模塊、串行通信接口模塊以及微控制器，所述微控制器通過串行通信接口模塊連接PC機(jī)、方位和俯仰電機(jī)驅(qū)動器以及信號分機(jī)，終端顯不模塊和按鍵輸入模塊均與微控制器相連，微控制器還設(shè)有數(shù)字信號輸入/輸出、模擬信號輸入以及電機(jī)驅(qū)動器控制的外部接口。微控制器采用NXP公司的LPC1778芯片，其是基于ARM Cortex-M3的微控制器，操作頻率可達(dá)120MHz ;串行通信接口模塊包括用于連接PC機(jī)的RS232模塊、用于連接方位和俯仰電機(jī)驅(qū)動器的兩個RS422模塊以及用于連接信號分機(jī)的兩個RS485模塊，兩個RS422模塊和兩個RS485模塊分別通過PCB連接器與微控制器連接，其中，兩個RS422模塊均是采用TI公司的AM26C31芯片，主要用來實現(xiàn)與伺服電機(jī)驅(qū)動器的串行通信，從而完成電機(jī)的轉(zhuǎn)動控制功能；兩個RS485模塊分別是采用TI公司的SN65HVD3086芯片和SN65HVD3085芯片，SN65HVD3086是全雙工的RS485收發(fā)器，SN65HVD3085是半雙工的RS485收發(fā)器，這兩個芯片用來與信號分機(jī)處理板進(jìn)行串行通信。微控制器通過RS422接口與方位、俯仰電機(jī)驅(qū)動器進(jìn)行通信，從而獲得伺服電機(jī)當(dāng)前的角度信息，微控制器根據(jù)獲得的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部運(yùn)算，計算出轉(zhuǎn)臺當(dāng)前的角度信息，并以RS485串行通信方式傳送給信號分機(jī)，且同時在終端顯示模塊進(jìn)行實時顯示。按鍵輸入模塊用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺控制方式的切換和對轉(zhuǎn)臺的手動轉(zhuǎn)動控制，控制方式可以選擇預(yù)置全自動、人工干預(yù)自動、手動控制三種控制方式之一，在手動控制模式下，可以對轉(zhuǎn)臺手動進(jìn)行操作，在預(yù)置全自動模式下，微控制器根據(jù)RS232接口獲得PC機(jī)的命令數(shù)據(jù)，從而對轉(zhuǎn)臺進(jìn)行各種轉(zhuǎn)動的自動控制。本發(fā)明的實現(xiàn)需注意以下設(shè)計要點微控制器通過串行通信的方式與伺服電機(jī)驅(qū)動器進(jìn)行通信，從而獲得電機(jī)當(dāng)前的角度信息，共包含兩部分，即電機(jī)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)和一圈內(nèi)的位置。由于每次與電機(jī)驅(qū)動器的通信只能獲得一個參數(shù)，因此以上兩個參數(shù)需要通過兩次與伺服電機(jī)驅(qū)動器的通信才可完全獲得，再根據(jù)這兩個參數(shù)才可計算出轉(zhuǎn)臺當(dāng)前的角度信息。需要注意的是，由于是經(jīng)過兩次通信分別獲得以上兩個參數(shù)，當(dāng)一圈內(nèi)的位置數(shù)值發(fā)生越界溢出時，會造成轉(zhuǎn)臺角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象，所以在越界發(fā)生時必須要對轉(zhuǎn)臺的角度數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以保證角度數(shù)據(jù)的連續(xù)性；同時在計算轉(zhuǎn)臺的角度信息時，必須保證用于計算轉(zhuǎn)臺角度信息的兩個參數(shù)在微控制器獲得時間上的順序，即保證其中一個參數(shù)總是優(yōu)先于另一個參數(shù)獲得，不可以出現(xiàn)獲得順序發(fā)生顛倒的情況，否則仍然會導(dǎo)致轉(zhuǎn)臺角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:包括終端顯示模塊、按鍵輸入模塊、串行通信接口模塊以及微控制器，所述微控制器通過串行通信接口模塊連接PC機(jī)、方位和俯仰電機(jī)驅(qū)動器以及信號分機(jī)，與微控制器相連的終端顯示模塊用于實時顯示轉(zhuǎn)臺當(dāng)前的角度信息，與微控制器相連的按鍵輸入模塊用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺控制方式的切換和對轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器還設(shè)有數(shù)字信號輸入/輸出、模擬信號輸入以及電機(jī)驅(qū)動器控制的外部接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述串行通信接口模塊包括用于連接PC機(jī)的RS232模塊、用于連接方位和俯仰電機(jī)驅(qū)動器的兩個RS422模塊以及用于連接信號分機(jī)的兩個RS485模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述兩個RS422模塊和兩個RS485模塊分別通過PCB 連接器與微控制器連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)，屬于轉(zhuǎn)臺伺服領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括終端顯示模塊、按鍵輸入模塊、串行通信接口模塊以及微控制器，所述串行通信接口模塊包括用于連接PC機(jī)的RS232模塊、用于連接方位和俯仰電機(jī)驅(qū)動器的兩個RS422模塊以及用于連接信號分機(jī)的兩個RS485模塊，微控制器通過串行通信接口模塊獲得轉(zhuǎn)臺當(dāng)前的角度信息并在終端顯示模塊實時顯示，按鍵輸入模塊用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺控制方式的切換和對轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動控制。本發(fā)明控制方式靈活，性能穩(wěn)定可靠。
文檔編號G05D3/12GK103076813SQ20121058070
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者孫建朋, 施春榮, 周濤, 徐坤 申請人:中船重工鵬力(南京)大氣海洋信息系統(tǒng)有限公司