【摘要】：傳統(tǒng)車載雷達(dá)機(jī)電式自動(dòng)架設(shè)控制系統(tǒng)體積大、架構(gòu)復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)撐腿電機(jī)和背架電機(jī)的小型化集成設(shè)計(jì),在分析車載自動(dòng)架設(shè)控制系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度及控制驅(qū)動(dòng)一體化的設(shè)計(jì)方法。為了進(jìn)一步提高雷達(dá)架設(shè)控制系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì),采用了以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心的控制板替代傳統(tǒng)可編程邏輯控制器(PLC)。給出了撐腿電機(jī)和背架電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的詳細(xì)設(shè)計(jì)及主控系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和接口設(shè)計(jì)。
【圖文】：

設(shè)系統(tǒng)的可靠性，簡化控制算法，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用無刷直流電機(jī)，無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器套軸安裝在電機(jī)本體尾部。為了減小控制電路的電源壓力，無刷直流電機(jī)的控制電源采用２４ＶＤＣ輸入，驅(qū)動(dòng)電源采用２２０ＶＡＣ整流后的３２０ＶＤＣ輸入。為了與傳統(tǒng)撐腿和撐桿匹配，無刷直流電機(jī)的額定速度為３０００ｒ／ｍｉｎ，并且輸出軸及法蘭接口相同。為了防止停機(jī)時(shí)，受重力作用電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)尾部增加電磁制動(dòng)器。電機(jī)按照短時(shí)工作制設(shè)計(jì)，重量僅為傳統(tǒng)伺服電機(jī)重量的１／３左右。無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖２所示。圖２無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖３無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過ＲＳ４８５串口接收主控制器發(fā)生的控制指令并驅(qū)動(dòng)無刷電機(jī)正反運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)把電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電機(jī)狀態(tài)通過ＲＳ４８５串口反饋給主控制器。無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)展有２路２４Ｖ開關(guān)量輸入接口和１路制動(dòng)器控制接口，這樣撐腿或撐桿的限位開關(guān)和制動(dòng)器就可以就近接入到無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上，簡化線纜布線，進(jìn)一步，制動(dòng)器的控制線直接通過內(nèi)部焊接在無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上。電機(jī)轉(zhuǎn)子位置通過安裝在驅(qū)動(dòng)印制板上的３個(gè)霍爾傳感器獲取，并且通過軟件差分計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速。無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理框圖如圖３所示。由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器要集成在無刷直流電機(jī)尾部，這就必然要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)器體積孝集成度高。為了簡化系統(tǒng)架構(gòu)，ＤＳＰ芯片選用ＴＩ公司針對電機(jī)控制領(lǐng)域開發(fā)的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２芯片，該芯片是３２ｂｉｔ定點(diǎn)處理器，主頻高達(dá)１５０ＭＨｚ，具有１４路ＰＷＭ、可編程死區(qū)、２路ＳＣＩ、１６路１２ｂｉｔＡＤＣ、６路脈沖捕獲、片上１２８Ｋ

圖３無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理框圖０４５ＭＡ。該芯片的母線電壓為５００Ｖ，驅(qū)動(dòng)電流為４Ａ，最大峰值電流為３５Ａ，而封裝尺寸僅為１２ｍｍ×１２ｍｍ。該芯片的外形圖如圖４所示，控制電路圖如圖５所示。（ａ）頂部（ｂ）底部圖４ＩＲＳＭ８３６－０４５ＭＡ外形圖圖５控制電路框圖通過控制電路可以看出，利用ＩＲＳＭ８３６－０４５ＭＡ搭建的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路外圍電路及其簡單，控制信號直接和ＴＴＬ或ＣＭＯＳ電平兼容。為了簡化上管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，，上管驅(qū)動(dòng)電源采用自舉電容供電，自舉電容的容量計(jì)算參見文獻(xiàn)［５］。為了盡可能減小功率驅(qū)動(dòng)電路的熱耗，無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用ＨＰＷＭ－ＬＯＮ控制方式［６］。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)芯片頂部涂導(dǎo)熱硅脂通過散熱鋁片與無刷直流電機(jī)殼體連接。以上兩項(xiàng)措施保證了無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在雷達(dá)架設(shè)工作的幾分鐘內(nèi)不會因溫度過高而損害。４主控制器設(shè)計(jì)如圖１所示，主控制器用于接收鍵盤的指令，采集水平傳感器、俯仰編碼器和方位編碼器的數(shù)據(jù)，控制撐腿電機(jī)和背架撐桿電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且把架設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋給顯示屏進(jìn)行顯示。此外，主控制電路還給轉(zhuǎn)臺方位驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制指令、接收轉(zhuǎn)臺方位驅(qū)動(dòng)器反饋的故障狀態(tài)。主控制器與水平傳感器的接口為ＲＳ４８５串口，與俯仰編碼器的接口、方位編碼器的接口為ＳＳＩ串口，與撐腿電機(jī)和背架撐桿電機(jī)的接口為ＲＳ４８５串口，與顯示屏的接口為地址和數(shù)據(jù)總線，與轉(zhuǎn)臺方位驅(qū)動(dòng)器的接口為ＣＡＮ總線，與鍵盤的接口為外部８路ＩＯ口（４×４矩陣鍵盤）。此外，為了主控制器的通用型，還預(yù)留８路２４Ｖ開關(guān)量輸入

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 洪林峰;;大、中口徑車載雷達(dá)運(yùn)輸性探討[J];電子機(jī)械工程;2011年05期

2 張惠玲;新型車載雷達(dá)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)中的新概念[J];電子機(jī)械工程;2001年05期

3 趙希芳;車載雷達(dá)力學(xué)分析中支腿邊界條件的研究[J];現(xiàn)代雷達(dá);2003年12期

4 房建斌;機(jī)動(dòng)式車載雷達(dá)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析[J];電子機(jī)械工程;2004年01期

5 房建斌;某車載雷達(dá)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)[J];火控雷達(dá)技術(shù);2004年02期

6 周曉偉;趙智聰;;某車載雷達(dá)的總體布局設(shè)計(jì)[J];電子機(jī)械工程;2006年01期

7 張旭東;戈進(jìn)飛;;某車載雷達(dá)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];機(jī)床與液壓;2008年05期

8 陳興玉;王梅;張紅旗;;車載雷達(dá)參數(shù)化自動(dòng)仿真系統(tǒng)研究與開發(fā)[J];CAD/CAM與制造業(yè)信息化;2011年07期

9 李志剛;劉淑振;;車載雷達(dá)工作室三維空氣流動(dòng)與傳熱數(shù)值模擬[J];裝備環(huán)境工程;2011年06期

10 王愛華;陳培全;;一種提高車載雷達(dá)的質(zhì)量與可靠性水平的方法介紹[J];電子質(zhì)量;2012年04期

相關(guān)會議論文 前5條

1 程林;;車載雷達(dá)動(dòng)力學(xué)仿真[A];2011年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

2 杭q

本文編號：2600393