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一種機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)載氣象雷達(dá)天線掃描器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種使用直流無刷電機(jī)的數(shù)字化閉環(huán)控制機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器。包括掃描器本體上的方位電機(jī)和俯仰電機(jī)，其特征在于，所述方位電機(jī)和俯仰電機(jī)為正弦波驅(qū)動(dòng)直流無刷力矩電機(jī)，所述方位電機(jī)與設(shè)置在方位軸上的第一軸角位置傳感器連接，所述俯仰電機(jī)與設(shè)置在俯仰軸上的第二軸角位置傳感器連接，所述掃描器系統(tǒng)還包括與方位電機(jī)和俯仰電機(jī)連接的功率驅(qū)動(dòng)電路，以及與功率驅(qū)動(dòng)電路連接的伺服控制電路，所述功率驅(qū)動(dòng)電路接收伺服控制電路的電機(jī)控制信號，輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和電機(jī)電流采樣信號給伺服控制電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流檢測。
【專利說明】一種機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)載氣象雷達(dá)天線掃描器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種使用直流無刷電機(jī)的數(shù)字化閉環(huán)控制機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)機(jī)載氣象雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】中，機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器伺服系統(tǒng)普遍采用兩相混合式步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制的方案實(shí)現(xiàn)。利用兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角固定的特點(diǎn)，通過兩路方波信號實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制，通過調(diào)整方波信號的周期改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過調(diào)整方波信號的相位關(guān)系控制旋轉(zhuǎn)方向。
[0003]步進(jìn)電機(jī)本身不具備抵抗動(dòng)態(tài)負(fù)載擾動(dòng)的能力，當(dāng)掃描器工作于振動(dòng)、沖擊或大過載的環(huán)境中時(shí)，步進(jìn)電機(jī)會(huì)由于負(fù)載能力不足而發(fā)生“丟步”現(xiàn)象，導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)實(shí)際走過的步數(shù)少于指令發(fā)出的步進(jìn)指令個(gè)數(shù)。由于目前機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器采用開環(huán)控制，沒有使用角位置傳感器，掃描器無法動(dòng)態(tài)補(bǔ)償擾動(dòng)造成的控制誤差，從而導(dǎo)致雷達(dá)波束實(shí)際指向位置滯后于掃描圖型指令的位置，造成指向誤差，對雷達(dá)總體性能造成影響。同時(shí)，由于沒有使用傳感器技術(shù)進(jìn)行信號檢測，無法為系統(tǒng)自檢和維護(hù)提供必要的信息，維護(hù)性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器，該掃描器具有精度更好、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)性保障性好的特點(diǎn)，而且能夠在復(fù)雜工作環(huán)境下長時(shí)間穩(wěn)定工作，并且延長外場維護(hù)周期，切實(shí)裝備保障性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括掃描器本體上的方位電機(jī)和俯仰電機(jī)，所述方位電機(jī)和俯仰電機(jī)為正弦波驅(qū)動(dòng)直流無刷力矩電機(jī)，所述方位電機(jī)與設(shè)置在方位軸上的第一軸角位置傳感器連接，所述俯仰電機(jī)與設(shè)置在俯仰軸上的第二軸角位置傳感器連接，所述掃描器系統(tǒng)還包括與方位電機(jī)和俯仰電機(jī)連接的功率驅(qū)動(dòng)電路，以及與功率驅(qū)動(dòng)電路連接的伺服控制電路，所述功率驅(qū)動(dòng)電路接收伺服控制電路的電機(jī)控制信號，輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和電機(jī)電流采樣信號給伺服控制電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流檢測，所述伺服控制電路接收和處理來自第一軸角位置傳感器和第二軸角位置傳感器的方位及俯仰軸的軸角位置采樣信號、電機(jī)電流采樣信號，并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊接口，根據(jù)相電流反饋信號和電機(jī)當(dāng)前軸角位置反饋實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的正弦波驅(qū)動(dòng)控制，并根據(jù)從上位機(jī)接受的控制指令以及天線當(dāng)前角位置實(shí)現(xiàn)天線指向控制，同時(shí)，通過對各種傳感器信號的實(shí)時(shí)采樣分析，實(shí)現(xiàn)對掃描器主要部件的自檢和故障分析，為維護(hù)和保障提供依據(jù)。
[0006]本發(fā)明通過使用直流無刷電機(jī)，解決了一般直流電機(jī)的電刷老化問題，同時(shí)避免了高濕度環(huán)境下電刷換向器短路造成掃描器損壞的可能性，可以大大提高掃描器分機(jī)的平均無故障時(shí)間，提高系統(tǒng)可靠性，延長產(chǎn)品維護(hù)周期。
[0007]與目前機(jī)載氣象雷達(dá)所使用的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)相比，直流無刷電機(jī)通過電流反饋控制實(shí)現(xiàn)了對擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)快速補(bǔ)償，保證掃描器分機(jī)在隨機(jī)振動(dòng)、沖擊及大過載加速度環(huán)境下保持正常工作性能。同時(shí)，直流無刷電機(jī)完全避免了步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)噪音較大的固有缺陷，電磁泄漏較小，對整機(jī)電磁兼容性有較大幫助。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明所列舉的實(shí)施例，只是用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明思想的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明包括掃描器本體上的方位電機(jī)I和俯仰電機(jī)2，所述方位電機(jī)I和俯仰電機(jī)2分別與設(shè)置在掃描器底座上的方位軸和俯仰軸直接連接。所述方位電機(jī)I和俯仰電機(jī)2為正弦波驅(qū)動(dòng)直流無刷力矩電機(jī)，所述方位電機(jī)I與設(shè)置在方位軸上的第一軸角位置傳感器3連接，所述俯仰電機(jī)2與設(shè)置在俯仰軸上的第二軸角位置傳感器4連接，所述掃描器系統(tǒng)還包括與方位電機(jī)I和俯仰電機(jī)2連接的功率驅(qū)動(dòng)電路5，以及與功率驅(qū)動(dòng)電路5連接的伺服控制電路6，所述功率驅(qū)動(dòng)電路5包括三相橋式整流電路、電流采樣傳感器，接收伺服控制電路6的電機(jī)控制信號,輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和電機(jī)電流米樣信號給伺服控制電路6，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流檢測，所述伺服控制電路6采用基于數(shù)字信號處理芯片的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，接收和處理來自第一軸角位置傳感器I和第二軸角位置傳感器2的方位及俯仰軸的軸角位置采樣信號、電機(jī)電流采樣信號，并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊接口，根據(jù)相電流反饋信號和電機(jī)當(dāng)前軸角位置反饋實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的正弦波驅(qū)動(dòng)控制，并根據(jù)從上位機(jī)接受的控制指令以及天線當(dāng)前角位置實(shí)現(xiàn)天線指向控制，同時(shí)，通過對各種傳感器信號的實(shí)時(shí)采樣分析，實(shí)現(xiàn)對掃描器主要部件的自檢和故障分析，為維護(hù)和保障提供依據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)載氣象雷達(dá)掃描器,包括掃描器本體上的方位電機(jī)(I)和俯仰電機(jī)(2),其特征在于，所述方位電機(jī)(I)和俯仰電機(jī)(2)為正弦波驅(qū)動(dòng)直流無刷力矩電機(jī)，所述方位電機(jī)(I)與設(shè)置在方位軸上的第一軸角位置傳感器(3)連接，所述俯仰電機(jī)(2)與設(shè)置在俯仰軸上的第二軸角位置傳感器(4)連接，所述掃描器系統(tǒng)還包括與方位電機(jī)(I)和俯仰電機(jī)(2)連接的功率驅(qū)動(dòng)電路(5)，以及與功率驅(qū)動(dòng)電路(5)連接的伺服控制電路(6)，所述功率驅(qū)動(dòng)電路(5)接收伺服控制電路(6)的電機(jī)控制信號,輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和電機(jī)電流米樣信號給伺服控制電路(6)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流檢測，所述伺服控制電路(6)接收和處理來自第一軸角位置傳感器(I)和第二軸角位置傳感器(2)的方位及俯仰軸的軸角位置采樣信號、電機(jī)電流采樣信號，并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊接口，根據(jù)相電流反饋信號和電機(jī)當(dāng)前軸角位置反饋實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的正弦波驅(qū)動(dòng)控制，并根據(jù)從上位機(jī)接受的控制指令以及天線當(dāng)前角位置實(shí)現(xiàn)天線指向控制，同時(shí)，通過對各種傳感器信號的實(shí)時(shí)采樣分析，實(shí)現(xiàn)對掃描器主要部件的自檢和故障分析，為維護(hù)和保障提供依據(jù)。
【文檔編號】G01S7/02GK103472437SQ201310408591
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】于文博, 金飛, 郭光
申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所