一、 概述
該系統(tǒng)擬采用100M高速實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Powerlink實(shí)現(xiàn)對(duì)2臺(tái)(4臺(tái))電機(jī)的協(xié)調(diào)控制,使多臺(tái)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)載,完成力矩的分擔(dān)和傳動(dòng)間隙的減小或消除,可以有效提高系統(tǒng)的跟蹤精度。為實(shí)現(xiàn)較高的跟蹤精度,該系統(tǒng)采用位置雙反饋方式,由伺服驅(qū)動(dòng)器直接實(shí)現(xiàn)天線方位及俯仰角度反饋,完成對(duì)目標(biāo)位置的高速實(shí)時(shí)定位與跟蹤。
此外,整個(gè)跟蹤伺服系統(tǒng)配備一套用于伺服位置解算及ACU上位機(jī)航跡位置命令處理運(yùn)算的可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC,該控制器作為整個(gè)伺服系統(tǒng)的主控單元,具有很強(qiáng)的運(yùn)算處理能力,與上位機(jī)采用100M高速以太網(wǎng)通信,保證了上位機(jī)給定數(shù)據(jù)的通信帶寬,為整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)跟蹤精度提供了基礎(chǔ)保證。
二、功能技術(shù)指標(biāo)
功能:
1、100M實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的伺服驅(qū)動(dòng)器與PCC控制器組網(wǎng)
2、多電機(jī)協(xié)調(diào)控制,自動(dòng)協(xié)調(diào)負(fù)載與速度同步;
3、數(shù)字速度調(diào)節(jié)器、力矩分配、差速抑制、環(huán)路控制
4、與ACU間的全數(shù)字接口
5、與ACU間的控制指令、速度指令、狀態(tài)信息的雙向傳輸
6、實(shí)時(shí)提取大盤(方位、俯仰)的速度、位置信息,實(shí)現(xiàn)大盤速度、位置控制
7、通過(guò)對(duì)伺服電機(jī)輸出力矩的偏置干預(yù),可靠實(shí)現(xiàn)大盤運(yùn)動(dòng)的“消隙”要求
技術(shù)指標(biāo):
1、供電電源: 動(dòng)力電源:380VAC±10%
輔助電源:24VDC±25%
2、通訊接口:
1)與ACU通信:100M以太網(wǎng)
2)與伺服驅(qū)動(dòng)器通信:100M實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Powerlink
3)與PDU通信:SSI(18位)
3、跟蹤精度:最高0.002°(0.04mrad),“過(guò)頂”0.05°(0.1mrad)
4、環(huán)境條件:
1)儲(chǔ)存溫度:-50℃~
2)工作溫度:-40℃~60℃
3)相對(duì)濕度:98%(
4)三防要求:具有在沿海區(qū)域的防潮、防濕熱、防鹽霧能力
5)電磁兼容:按GJB151
三、實(shí)施方案
1、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想
本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC作為多電機(jī)控制器的主控部件,實(shí)現(xiàn)多個(gè)電機(jī)的協(xié)調(diào)控制共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)載?删幊逃(jì)算機(jī)控制器PCC所提供的豐富多樣的接口模塊、高速可靠的運(yùn)算處理能力及實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Powerlink的遠(yuǎn)程擴(kuò)展功能,可以將四臺(tái)方位、俯仰電機(jī)組成一個(gè)共同的網(wǎng)絡(luò),從而通過(guò)一套PCC實(shí)現(xiàn)對(duì)他們?cè)谳敵隽,速度和位置上的?fù)合控制。此外,天線控制單元(ACU)和PLC控;芈芬部筛鶕(jù)要求,分別選用所需的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì),如以太網(wǎng),RS422,CAN等,接入本系統(tǒng)的主控單元—PCC天伺控制器中。PCC和天線控制單元(ACU)進(jìn)行速度指令、控制指令和狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸交換;與PLC控保回路亦可進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)交換,從而實(shí)現(xiàn)本控、遠(yuǎn)控操作和安全控保。
驅(qū)動(dòng)方位、俯仰的伺服電機(jī)控制器選用100M實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)Powerlink組網(wǎng),交由PCC控制,我們充分利用PCC強(qiáng)大的處理器硬件的高速運(yùn)算處理能力和多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件,以及Powerlink的高速實(shí)時(shí)特性,對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)可建立最高200us級(jí)數(shù)據(jù)刷新率。這些無(wú)疑為本系統(tǒng)多電機(jī)力矩的均衡分配、傳動(dòng)間隙的減小或消除以及目標(biāo)的跟蹤與定位奠定了強(qiáng)大的基礎(chǔ)
本伺服系統(tǒng)通過(guò)高速SSI同步串行接口獲取PDU的方位、俯仰大盤的天線角度數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)直接反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器ACOPOS上,不僅節(jié)省了數(shù)據(jù)經(jīng)由上位機(jī)ACU或PCC的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間,且消除了該數(shù)據(jù)由上位機(jī)處理的計(jì)算誤差,最大化的發(fā)揮了系統(tǒng)的傳動(dòng)和控制精度。
2、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖