[发明专利]一种转台伺服控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种转台伺服控制系统，属于转台伺服技术领域。

背景技术

转台伺服控制系统被广泛应用于航空、航海、数控、机器人、火炮、电动机车等领域。随着科学技术水平的不断提高，伺服系统在当今社会的生产生活以及国防建设等领域都起着十分重要的作用。

机电一体化技术水平的不断提高以及计算机技术的进步为研制出高性能的伺服系统提供了有力的条件。转台的性能指标要求具有高响应、调速范围宽、低速性能好、精度高等特点。高响应是指转台的响应时间很快；低速性能好是指转台在低频保持良好的控制性能；调速范围宽是指执行机构的功率以及力矩大的特点；精度高是指系统的控制精度误差很低，保证在系统指标要求以内。

目前国内市场上出现的转台伺服系统大多不具备采用伺服电机的转台所具有的优越性能，往往表现出响应不高、调速范围窄、低速性能差、精度低等缺点，且其中大部分转台伺服系统选用的都是步进电机，性能不够理想。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种控制灵活、性能稳定可靠的转台伺服控制系统。

该系统包括终端显示模块、按键输入模块、串行通信接口模块以及微控制器，所述微控制器通过串行通信接口模块连接PC机、方位和俯仰电机驱动器以及信号分机，与微控制器相连的终端显示模块用于实时显示转台当前的角度信息，与微控制器相连的按键输入模块用于实现转台控制方式的切换和对转台的转动控制。

所述微控制器还设有数字信号输入/输出、模拟信号输入以及电机驱动器控制的外部接口。所述串行通信接口模块包括用于连接PC机的RS232模块、用于连接方位和俯仰电机驱动器的两个RS422模块以及用于连接信号分机的两个RS485模块；所述两个RS422模块和两个RS485模块分别通过PCB连接器与微控制器连接。

技术效果：

1、具有定位精度高、控制精度高、扫描速度连续可调等性能特点。

2、具有预置全自动、人工干预自动和手动控制三种控制方式，控制方式灵活。

3、具有高响应、调速范围宽、低速性能好、精度高等性能特点，系统性能稳定可靠，能够满足转台伺服控制的需要。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

本发明转台伺服控制系统的结构如图1所示，包括终端显示模块、按键输入模块、串行通信接口模块以及微控制器，所述微控制器通过串行通信接口模块连接PC机、方位和俯仰电机驱动器以及信号分机，终端显示模块和按键输入模块均与微控制器相连，微控制器还设有数字信号输入/输出、模拟信号输入以及电机驱动器控制的外部接口。

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，操作频率可达120MHz；串行通信接口模块包括用于连接PC机的RS232模块、用于连接方位和俯仰电机驱动器的两个RS422模块以及用于连接信号分机的两个RS485模块，两个RS422模块和两个RS485模块分别通过PCB连接器与微控制器连接，其中，两个RS422模块均是采用TI公司的AM26C31芯片，主要用来实现与伺服电机驱动器的串行通信，从而完成电机的转动控制功能；两个RS485模块分别是采用TI公司的SN65HVD3086芯片和SN65HVD3085芯片，SN65HVD3086是全双工的RS485收发器，SN65HVD3085是半双工的RS485收发器，这两个芯片用来与信号分机处理板进行串行通信。

微控制器通过RS422接口与方位、俯仰电机驱动器进行通信，从而获得伺服电机当前的角度信息，微控制器根据获得的信息数据经过内部运算，计算出转台当前的角度信息，并以RS485串行通信方式传送给信号分机，且同时在终端显示模块进行实时显示。按键输入模块用于实现转台控制方式的切换和对转台的手动转动控制，控制方式可以选择预置全自动、人工干预自动、手动控制三种控制方式之一，在手动控制模式下，可以对转台手动进行操作，在预置全自动模式下，微控制器根据RS232接口获得PC机的命令数据，从而对转台进行各种转动的自动控制。

本发明的实现需注意以下设计要点：

微控制器通过串行通信的方式与伺服电机驱动器进行通信，从而获得电机当前的角度信息，共包含两部分，即电机转过的圈数和一圈内的位置。由于每次与电机驱动器的通信只能获得一个参数，因此以上两个参数需要通过两次与伺服电机驱动器的通信才可完全获得，再根据这两个参数才可计算出转台当前的角度信息。需要注意的是，由于是经过两次通信分别获得以上两个参数，当一圈内的位置数值发生越界溢出时，会造成转台角度数据出现不连续的现象，所以在越界发生时必须要对转台的角度数据进行修正，以保证角度数据的连续性；同时在计算转台的角度信息时，必须保证用于计算转台角度信息的两个参数在微控制器获得时间上的顺序，即保证其中一个参数总是优先于另一个参数获得，不可以出现获得顺序发生颠倒的情况，否则仍然会导致转台角度数据出现不连续的现象。