[发明专利]一种定标机构步进定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种定标机构步进定位系统。

背景技术

在空间红外遥感成像领域，为保证成像精度，需要经常对CCD进行定标。定标机构在非定标时刻停在0°位置，高、低温黑体不在成像光路中；需要定标时，步进电机首先带动定标机构运动至45°位置进行高温定标，然后运动至90°位置进行低温定标，定标结束后定标机构从90°位置直接返回0°位置，不在45°位置停留。

目前常用的定标机构定位方法有：脉冲数步定位方法、到位闭环定位方法。

脉冲数步定位方法是采用计数方式进行电机步进控制，当实际步数与命令步数相等时，电机停止运行，该方法的优点是定位精准，电机运行振动对定位无影响。但是该方法上电需要重新找寻零位，且存在长期运行摩擦力增大导致失步的风险。

传统闭环定位方法一般采用光电对进行位置探测，受温度影响大、且容错滞回窗口小，电机抖动容易引起到位信号的误判，从而导致定标机构定位不准，甚至出现无法停住的情况。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种定标机构步进定位系统，解决了步进电机驱动定标机构的可靠准确的定位问题。

本发明的技术解决方案是：

该发明所述系统对定标机构进行到位检测，当到位检测器输出无效到位信号时电机持续运动；当到位检测器输出有效到位信号时电机停止运动。所述系统包括：电机控制器、步进机构和到位检测装置。

其中，所述步进机构包括带动定标机构运动的步进电机；所述到位检测装置包括第一到位检测器、第二到位检测器和到位判断器；第一到位检测器用于判断定标机构是否达到第一定标位置并将指示信号输出给到位判断器；第二到位检测器用于判断定标机构是否到达第二定标位置并将指示信号输出给到位判断器；到位判断器根据第一到位检测器和第二到位检测器输出的指示信号，产生输出给电机控制器的到位指示信号；所述电机控制器根据接收到的到位指示信号，控制步进机构中步进电机的运动或停止。

所述第一到位检测器和第二到位检测器在定标机构运动方向上按前后排列，且第一到位检测器与第二到位检测器间的间隔距离大于定标机构的震荡范围。

在定标过程中，当定标机构未到达第一到位检测器时，第一到位检测器和第二到位检测器均输出无效指示信号，则到位判断器输出无效到位指示信号；

当定标机构到达第一到位检测器和第二到位检测器之间时，第一到位检测器输出有效指示信号，第二到位检测器输出无效指示信号，则到位判断器输出无效到位指示信号；

当定标机构到达第二到位检测器时，第一到位检测器和第二到位检测器均输出有效指示信号，则到位判断器输出为有效到位指示信号；

当定标机构到达第二到位检测器并发生震荡时，第一到位检测器输出有效指示信号，第二到位检测器输出信号在无效指示信号和有效指示信号间进行变化，到位判断器输出有效到位指示信号不变。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

该系统采用第一到位检测器和第二到位检测器进行基于位置的定位监测，通过对定标机构在定标过程中的运动位置进行判断实现定位，其优点在于不受定位起点的影响，且运动途中的失步不会引起定位误差。

在定位的准确性方面，传统到位检测定位方法往往采用光电对或霍尔器件进行到位检测，依靠元器件本身的滞回曲线建立系统防抖滞回窗口，当步进电机的抖动较大超出滞回窗口阈值时，光电对的到位信号将不稳定，从而造成无法准确定位。针对此问题本发明的两个到位检测器之间的间隔距离大于定标机构的震荡范围，由间隔距离构成的滞回窗口可以保证定标机构在目标位置定位时，屏蔽定标机构的抖动从而保证了对定标机构的可靠准确定位。

步进电机控制系统掉电重新加电初始化时通常会把当前位置信息丢失，采用脉冲计数方法需要重新寻零确定电机的位置状态，再进行目标位置定位。而本发明的运动定位与初始位置无关，因此无需上电寻零；且本发明对运行过程中的失步有较好的容错能力，适合在长寿命卫星上应用，避免长期运行步进步进电机、轴承等性能下降造成定位错误。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明工作流程图；

图3为定标机构运动示意图；

图4为实施例示意图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明做进一步介绍。