[发明专利]极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统

权利要求书

1.一种极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，本系统包括软件系统和硬件系统，该软件系统包括上位机软件和下位机软件；该硬件系统包括控制电路、驱动电路、位置反馈电路和保护电路，其特征在于：

所述硬件系统中采用的电机是一种用于极大望远镜跟踪系统的200对极超低速多极拼接的弧线电机，是一种力矩交流永磁同步电机，该永磁同步电机与望远镜负载合为一体；该永磁同步电机共有8个单元电机组成，每个单元电机可以单独运行或者串并联运行；选择其中的两组单元电机，组成多相永磁同步电机；

所述软件系统中的上位机是发送复位命令，位置命令，实时显示、接收速度位置信息，并且留有通讯端口，与望远镜观测控制系统进行通讯；所述软件系统中的下位机采用两个控制器，分别对所述多相永磁同步电机中的两套绕组进行控制。

2.本控制系统分为两个子控制系统，每个子控制系统各自包含独立的控制器和驱动器，所述硬件系统的控制电路以微处理器为核心控制器；驱动电路以智能功率模块为核心，其内部对每一桥臂均设置保护电路；其中的位置反馈电路采用增量式光栅尺。

3.根据权利要求1所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的永磁同步电机是一种多极拼接弧线电机，其定子固定于望远镜外围基座上，转子直接安装在望远镜方位轴上，该多极拼接弧线电机与望远镜本体共用一套轴承，拼接电机的驱动电磁力矩通过磁路均匀加到望远镜上。

4.根据权利要求2所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的力矩交流永磁同步电机，由系列单元伺服电机按照电磁关系设计拼接而成，此拼接电机共有8个单元电机组成，所述的单元电机可以单独运行或者串并联运行，所述的方位轴位置跟踪控制系统中是选择两组单元电机，组成多相永磁同步电机。

5.根据权利要求3所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的单元电机共有四十八个绕组,每相有十六个电机线圈，采用星形连接方式，单元电机定子均匀分布，其绕组接法如图1所示.

根据权利要求1所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的软件系统上位机采用标准c语言编程，利用visual c++编写界面，采用can总线通讯控制，负责发送复位命令，位置命令，实时显示、接收速度位置信息，并且留有通讯端口，与望远镜观测控制系统进行通讯；该软件系统下位机是基于DSPTMS320F2812的c语言编程，负责完成电流采样、电流闭环、速度闭环、位置闭环功能。

6.根据权利要求1所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的下位机采用两个控制器，分别对多相电机的两套绕组进行控制；所发送数据中：第一字节为地址信息，表示控制器地址；第二字节为状态信息：表示电机运行状态，该电机运行状态分为五种情况：上电信息返回、运行过程位置反馈、运行过程速度反馈、运行停止、等待命令；其余字节为具体的速度数据和位置数据。

7.根据权利要求1所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的控制系统分为两个子控制系统，每个子控制系统包含独立的控制器和驱动器，硬件系统控制电路以微处理器TMS320F2812为核心控制器；驱动电路以智能功率模块PM50RSA120为核心，其内部对每一桥臂均设置保护电路；位置反馈电路采用海德汉高精度增量式光栅尺ERA780C；硬件保护电路采用CPLD。

8.根据权利要求1所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，其中主控制器反馈包括：两相电流反馈、位置反馈，主控制器中进行电流闭环、速度闭环和位置闭环，次控制器反馈仅有两相电流反馈，进行电流闭环，速度信息由主控制电路获得。

9.根据权利要求1所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的驱动电路采用两块智能功率模块；同时其内部还集成了逻辑、控制、检测和保护电路。

10.根据权利要求1-9之一所述的极大望远镜方位轴位置跟踪控制系统，其特征在于，所述的控制系统采用母线电压控制和矢量控制相结合的控制方式，在望远镜运行跟踪角度较大或跟踪系统需要换天区运转时，控制系统供电电压，结合矢量控制，保证快速、精确到达天区内；在跟踪目标或者负载发生变化时，控制系统供电电压，结合矢量控制，保证高精度平稳跟踪天体目标。