[发明专利]一种天线跟踪双电机消隙系统

说明书

本发明公开了一种天线跟踪双电机消隙系统，属于天线跟踪系统电机驱动控制技术领域。其包括天线负载齿轮、左电机、右电机和主控制计算机单元，左电机和右电机分别通过左传动链齿轮和右传动链齿轮与天线负载齿轮传动连接，左电机通过左电机驱动器驱动控制，右电机通过右电机驱动器驱动控制，左电机和右电机还连接有电流/转矩采样模块，左电机驱动器、右电机驱动器和电流/转矩采样模块均与主控制计算机单元连接。该系统具有易于实现、便于推广、消隙效果优越、控制精度高等特点，能够大幅提高电机传动链的控制精度与机械谐振频率。

技术领域

本发明属于天线跟踪系统电机驱动控制技术领域，涉及用于动载体天线跟踪系统齿轮间隙消除的天线装置及双电机控制技术，尤其是指一种天线跟踪双电机消隙系统。

背景技术

天线系统是卫星通信、侦查的重要组成部分之一，是实现正常接收卫星信号和向卫星发射信号的设备。由于通信频段愈来愈高、天线口径变大、天线动载体(如船载天线、“动中通”车载天线)摇摆动态特性等原因，天线跟踪系统常常需要较高的动态特性和跟踪精度。天线传动齿轮在加工、装配过程中，不可避免存在齿轮间隙，影响跟踪精度。基于以上原因，天线跟踪系统对电机驱动控制技术提出了较高要求，要求消除天线传动链中的齿轮间隙，提高控制精度，保证天线能够始终稳定可靠地跟踪卫星信号，实现天线卫星通信正常工作。

卫星天线跟踪系统包含了计算机控制技术、数据采集及信号处理技术、传感器应用技术、精密机械设计技术、仿真技术、电机伺服控制技术、卫星通讯技术等多项技术，是机电一体化、自动控制技术为主体，多个学科有机结合的产物。

为了能够使天线准确、高精度的跟踪卫星信号，需要电机驱动控制消除天线齿轮间隙，避免齿轮间隙形成的滞洄非线性特性影响天线跟踪精度。当前齿轮间隙消除技术中，主要采用机械消隙和双电机消隙。机械消隙需要双齿轮和弹簧组成机械结构，在运行过程使其中一个齿轮具有反向力，从而消除齿隙，该方法需要附加一些列机械结构并预先调节反向力，结构较复杂，调节不灵活。双电机消隙技术目前主要有：单速度环电流环消隙技术、双速度环电流环消隙技术；这两种方法均是基于电流环设置偏置函数，并直接调节偏置电流以进行齿轮消隙，本质上都是对电流环直接进行改造，但是，目前市场上驱动器产品的电流环不具备对外开放接口，从而限制了基于电流环的双电机消隙技术的推广。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种天线跟踪双电机消隙系统，该系统具有易于实现、便于推广、消隙效果优越、控制精度高等特点，能够大幅提高电机传动链的控制精度与机械谐振频率。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种天线跟踪双电机消隙系统，其包括用于带动天线转动的天线负载齿轮、左电机、右电机和主控制计算机单元，所述左电机和右电机分别通过左传动链齿轮和右传动链齿轮与天线负载齿轮传动连接，左电机通过左电机驱动器驱动控制，右电机通过右电机驱动器驱动控制，左电机和右电机还连接有电流采样模块，所述左电机驱动器、右电机驱动器和电流采样模块均与所述主控制计算机单元连接；所述主控制计算机单元用于执行如下程序：

S1.在天线跟踪的过程中实时采集两个电机驱动器的反馈量i_1back和i_2back；

S2.由两个电机驱动器的反馈量i_1back和i_2back得到电流给定值i_ref和偏置电流反馈值A_back(x)：

S3.将电流给定值i_ref作为自变量输入电流偏置函数，得到偏置电流给定值A_ref(x)，所述电流偏置函数为：