[实用新型]一种基于FPGA的智能转台系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种基于FPGA的智能转台系统，多用于天气雷达的伺服系统，也可用于高精度定位的天线中。

背景技术

 现有的雷达天线转台系统一般控制形式单一，系统只能在PC机软件下进行工作，此系统在没有PC机的前提的环境下转台系统只能成为摆设；在脱离PC机软件的情况下，无法独自对天线进行高精度的定位控制以及对方位俯仰值进行监控；在天线调试过程中，若要用PC机软件进行控制极为不便；天线的校零一直是件很繁琐的事情，没有带电保存的措施就必须每次使用前都必须进行校零，当然可以使用PC机进行校零以及对数据的保存，但是脱离了PC机就无法工作了，转台系统的独自校零功能很必要；现有的转台需要高精度的控制，以满足转台各种高精度轨迹的运行；转台进行工作时，没有极限值的设定、急停，无法满足某些转台系统的需要；单一的RS232的通信形式无法适应快速的数据传输，从而无法进行高精度的快速定位和方位俯仰值的监控；高精度的方位俯仰反馈值要求高精度的编码器，低端CPU对解码的处理较为复杂，而且速率较慢；伺服驱动器所需要的脉冲驱动信号用低端CPU产生较为困难，也无法实现加减速过程；基于低端CPU的伺服控制主板的接口功能单一，无法适应各种新型控制传感器、方位俯仰编码器解码功能，另外主板CPU处理速度较慢，采用一个更高端的CPU是必要的。

基于以上种种，本设计人对现有的天线转台系统进行研究改进，本案由此产生。

实用新型内容

 本实用新型的目的，在于提供一种基于FPGA的智能转台系统，其可解决低端的CPU无法满足现有转台工作要求的问题，提供较多的通用接口，可适应更多的外接设备以及功能扩展，可提供百兆以太网通信，提高数据的稳定性和速率。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种基于FPGA的智能转台系统，包括伺服控制器主板、功能选择按钮及功能指示LED、四向方向杆传感器、速度手轮传感器、方位俯仰值显示LED及扇区极限指示LED、方位俯仰电机驱动器和电源系统；

功能选择按钮为+3.3V触发自恢复LED按钮，功能指示LED为+5V驱动，其触发与驱动信号线与伺服控制器主板相连；

四向方向杆传感器分为四向信号，每路为+3.3V触发，其触发信号线与伺服控制器主板相连；

速度手轮传感器所产生的脉冲信号线与伺服控制器主板相连；

方位俯仰值显示LED为两组5位八段码，扇区极限指示LED为发光二极管，所述八段码的片选信号线和八段码驱动线以及发光二极管驱动线都与伺服控制器主板相连；

方位俯仰电机驱动器三相异步电机驱动器，其所需要的脉冲驱动信号线与伺服控制器主板相连；

电源系统与伺服控制器主板相连。

上述伺服控制器主板包括FPGA处理器及基于该处理器下的以太网通信接口。

上述电源系统包括220V/AC转+15V/DC模块、220V/AC转+5V/DC模块，滤波器以及开关，5V/DC供给伺服控制器主板，15V/DC供给方位俯仰电机驱动器。

采用上述方案后，本实用新型相比现有技术，功能完善多样，定位稳定精确，FPGA的技术平台上可嵌入多种功能算法，从而使得功能扩展方便，适应力强；采用标准的机箱安装，携带方便。

附图说明

 图1是本实用新型的整体架构图。

具体实施方式

 以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种基于FPGA的智能转台系统，用于雷达天线的伺服控制，所述智能转台系统包括伺服控制器主板、功能选择按钮及功能指示LED、方向俯仰值显示LED及扇区极限指示LED、方位俯仰电机驱动器、四向方向杆传感器、速度手轮传感器和电源系统，下面分别介绍。

伺服控制器主板包括FPGA处理器以及基于该处理器下的以太网通信接口，其中，FPGA处理器为所述智能转台系统的核心部分，侧重于高性能应用，容量大，能满足各种高端应用，其核心芯片采用Xilinx公司的Virtex-4 FX12模块，不仅提供FPGA的开发平台，而且Virtex-4 FX12嵌入了一个32位的PowerPC处理器，具有高达450MHz的运行频率和超过700 Dhrystone MIPS的性能。Virtex-4 FX12还包括了两个嵌入的UNH认证的10/100/1000 Ethernet MAC，这两个嵌入的Ethernet MAC进一步增强了Virtex-4 FX12在系统通信和管理功能方面的能力。