用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)，涉及快速反射鏡控制領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有控制系統(tǒng)無法有效提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的問題。包括與主控計算機(jī)、紅外相機(jī)中的圖像處理軟件、方位和俯仰編碼器均相連的伺服控制器，接收主控計算機(jī)的控制指令執(zhí)行相應(yīng)動作，并將跟蹤誤差、自身位置和狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋給主控計算機(jī)，同時接收方位和俯仰編碼器的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字計算并輸出PWM信號，接收圖像處理軟件的圖像脫靶量數(shù)據(jù)控制快速反射鏡實時跟蹤；與伺服控制器、方位和俯仰音圈電機(jī)相連的驅(qū)動器，對PWM信號進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為雙H橋PWM方式，輸出電機(jī)控制信號控制電機(jī)運轉(zhuǎn)。本發(fā)明控制精度高且易操作。
【專利說明】用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及快速反射鏡控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]快速反射鏡(Fast-SteeringMirror,簡稱FSM)是一種精密跟蹤技術(shù)手段，已經(jīng)被廣泛用于激光發(fā)射系統(tǒng)中提高激光瞄準(zhǔn)精度。目前，研究最多的快速反射鏡主要有兩種結(jié)構(gòu)形式:一種是X-Y軸框架式，也稱為有軸式，其結(jié)構(gòu)剛度好、承載能力強(qiáng)且轉(zhuǎn)角范圍大?’另一種是柔性無軸式結(jié)構(gòu)，主要利用彈性元件的撓性工作。
[0003]X-Y軸框架式快速反射鏡的主體成內(nèi)外框架式結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)外框架分別繞兩個相互正交的軸線轉(zhuǎn)動，外框架控制反射鏡的方位運動，內(nèi)框架控制反射鏡的俯仰運動，實現(xiàn)反射鏡的二維偏轉(zhuǎn)，外框架軸系的軸承座固定在基座上，鑲嵌著反射鏡的內(nèi)框架軸系安裝在外框架上，內(nèi)外框架的兩維轉(zhuǎn)角運動的驅(qū)動執(zhí)行元件分別為俯仰和方位音圈電機(jī)，快速反射鏡的方位和俯仰角度分別由方位和俯仰編碼器實時檢測。
[0004]快速反射鏡與大慣量機(jī)架結(jié)構(gòu)的主軸系統(tǒng)共同構(gòu)成復(fù)合軸跟蹤系統(tǒng)，主要用于校正主軸系統(tǒng)的跟蹤殘差及風(fēng)矩、地基、機(jī)架和大氣等干擾引起的視軸抖動。復(fù)合軸跟蹤系統(tǒng)包括跟蹤架主軸系統(tǒng)、快速反射鏡系統(tǒng)、紅外相機(jī)、主控計算機(jī)、激光發(fā)射系統(tǒng)等，跟蹤架主軸系統(tǒng)的控制輸入是紅外相機(jī)的圖像脫靶量數(shù)據(jù)，而快速反射鏡系統(tǒng)的控制輸入是跟蹤架主軸系統(tǒng)的跟蹤殘差，即跟 蹤架主軸系統(tǒng)跟蹤后的紅外相機(jī)脫靶量。
[0005]目前，還沒有一種控制系統(tǒng)能有效的控制快速反射鏡進(jìn)行精確動作同時校正跟蹤架主軸系統(tǒng)的跟蹤殘差以提高激光發(fā)射系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)精度，因此，迫切需要這樣一種能有效提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了有效修正復(fù)合軸跟蹤系統(tǒng)中的跟蹤架主軸系統(tǒng)的跟蹤殘差、實現(xiàn)對X-Y軸框架式快速反射鏡的高精度快速響應(yīng)的伺服控制從而提高激光發(fā)射系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)精度，本發(fā)明提供一種用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)，包括:與主控計算機(jī)、紅外相機(jī)中的圖像處理軟件、方位編碼器和俯仰編碼器均相連的伺服控制器，所述伺服控制器接收主控計算機(jī)的控制指令執(zhí)行相應(yīng)動作，并將跟蹤誤差、自身位置和狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋給主控計算機(jī)，同時接收方位編碼器和俯仰編碼器的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字計算并輸出PWM信號，所述伺服控制器接收圖像處理軟件發(fā)送的圖像脫靶量數(shù)據(jù)控制快速反射鏡進(jìn)行實時跟蹤；
[0009]與伺服控制器、方位音圈電機(jī)和俯仰音圈電機(jī)均相連的驅(qū)動器，所述驅(qū)動器對PWM信號進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為雙H橋PWM方式，然后輸出電機(jī)控制信號控制音圈電機(jī)運轉(zhuǎn)；
[0010]用于給伺服控制器和驅(qū)動器的數(shù)字部分供電的5V電源；[0011]用于給驅(qū)動器的電機(jī)控制部分供電的24V電源；
[0012]與5V電源和24V電源均相連的220V電源接口，用于外接220V電源給整個電控系統(tǒng)供電。
[0013]本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)還包括分別與所述5V電源和24V電源相連的電源開關(guān)，用于控制5V電源和24V電源的上電和斷電。
[0014]本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)還包括機(jī)箱，所述伺服控制器、驅(qū)動器、5V電源和24V電源均安裝在機(jī)箱的箱體內(nèi)部。
[0015]所述機(jī)箱的前面板上設(shè)置有方位電機(jī)接口和俯仰電機(jī)接口，所述驅(qū)動器通過方位電機(jī)接口和俯仰電機(jī)接口分別與快速反射鏡系統(tǒng)的方位音圈電機(jī)和俯仰音圈電機(jī)相連。
[0016]所述機(jī)箱的前面板上設(shè)置有方位編碼器接口和俯仰編碼器接口，所述伺服控制器通過方位編碼器接口和俯仰編碼器接口分別與快速反射鏡系統(tǒng)的方位編碼器和俯仰編碼器相連。
[0017]所述機(jī)箱的前面板上設(shè)置有紅外通訊接口和主控通訊接口，所述伺服控制器通過主控通訊接口和紅外通訊接口分別與主控計算機(jī)和紅外相機(jī)中的圖像處理軟件相連。
[0018]所述機(jī)箱的前面板上設(shè)置有與5V電源相連的5V電源指不燈和與24V電源相連的24V電源指示燈。
[0019]所述伺服控制器采用DSP芯片，以TMS320F2812為主控芯片，通過TL16C754擴(kuò)展4路RS422串口，并與CPLD配合作為電控系統(tǒng)伺服控制算法的實現(xiàn)基礎(chǔ)。
[0020]所述伺服控制器包括:
[0021]系統(tǒng)初始化模塊，用于初始化系統(tǒng)時鐘、GP10、串口參數(shù)、中斷向量表、PWM模塊及伺服常數(shù)；
[0022]串行通訊模塊，用于伺服控制器與方位編碼器、俯仰編碼器、主控計算機(jī)、圖像處理軟件之間的數(shù)據(jù)通信；
[0023]工作過程控制模塊，用于伺服控制器根據(jù)主控計算機(jī)的控制指令控制快速反射鏡執(zhí)行相應(yīng)動作；
[0024]控制參數(shù)計算模塊，用于將電控系統(tǒng)伺服控制算法用數(shù)字計算實現(xiàn)并實時計算伺服控制量。
[0025]所述伺服控制器通過工作過程控制模塊控制快速反射鏡在零位位置保持穩(wěn)定；在數(shù)引模式下，所述伺服控制器通過工作過程控制模塊根據(jù)主控計算機(jī)發(fā)送的引導(dǎo)位置數(shù)據(jù)將快速反射鏡快速引導(dǎo)到該位置并保持穩(wěn)定；在跟蹤模式下，所述伺服控制器通過工作過程控制模塊根據(jù)圖像處理軟件發(fā)送的圖像脫靶量數(shù)據(jù)控制快速反射鏡進(jìn)行實時跟蹤，修正復(fù)合軸跟蹤系統(tǒng)母軸的跟蹤殘差。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)能夠在主軸跟蹤系統(tǒng)基礎(chǔ)上將激光瞄準(zhǔn)精度提高至少一個數(shù)量級，對于激光發(fā)射系統(tǒng)有重要意義。本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)能夠很好的控制快速反射鏡根據(jù)紅外相機(jī)的脫靶量數(shù)據(jù)及主控計算機(jī)的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行動作，具有尋零、鎖零、數(shù)引、跟蹤四種工作模式，系統(tǒng)上電后自動進(jìn)入尋零模式，然后根據(jù)主控計算機(jī)指令在鎖零、數(shù)引、跟蹤三種工作模式中進(jìn)行切換。鎖零模式下，快速反射鏡電控系統(tǒng)根據(jù)主控計算機(jī)指令定位到零點，零點值可以根據(jù)指令進(jìn)行修正；數(shù)引模式下，快速反射鏡電控系統(tǒng)根據(jù)主控計算機(jī)給定的引導(dǎo)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，并在該位置保持穩(wěn)定；跟蹤模式下，快速反射鏡電控系統(tǒng)根據(jù)紅外相機(jī)的脫靶量數(shù)據(jù)進(jìn)行實時跟蹤。本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)具有控制精度高且易操作的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為前面板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為圖1所示的快速反射鏡電控系統(tǒng)中的各組件之間的連接關(guān)系示意圖；
[0030]圖4為圖1所示的快速反射鏡電控系統(tǒng)的控制原理示意圖；
[0031]圖5為圖1所示的快速反射鏡電控系統(tǒng)的軟件流程示意圖。
[0032]圖中:1、機(jī)箱,2、伺服控制器,3、驅(qū)動器，4、5V電源，5、24V電源，6、后面板,61、220V電源接口，7、前面板，71、方位電機(jī)接口，72、俯仰電機(jī)接口，73、方位編碼器接口，74、俯仰編碼器接口，75、紅外通訊接口，76、主控通訊接口，77、5V電源指示燈，78、24V電源指示燈,79、電源開關(guān)。
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034]本發(fā)明的用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)是在【背景技術(shù)】中提到的復(fù)合軸跟蹤系統(tǒng)中實現(xiàn)的，其所控制的快速反射鏡為X-Y軸框架式快速反射鏡。如圖1所示，本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)，包括機(jī)箱1、伺服控制器2、驅(qū)動器3、5V電源4和24V電源5，機(jī)箱I可以為正方體、長方體等形狀，其具體形狀不做限定，伺服控制器2、驅(qū)動器3、5V電源4和24V電源5均安裝在機(jī)箱I的箱體內(nèi)部，機(jī)箱I的前面板7上設(shè)置有接口、電源指示燈和電源開關(guān)79，如圖2所示，接口包括方位電機(jī)接口 71、俯仰電機(jī)接口 72、方位編碼器接口 73、俯仰編碼器接口 74、紅外通訊接口 75和主控通訊接口 76，電源指示燈包括5V電源指示燈77和24V電源指示燈78，如圖1所示，機(jī)箱I的后面板6上設(shè)置有220V電源接口 61，外接220V電源，用于給整個電控系統(tǒng)提供電源。
[0035]如圖3所示，電源開關(guān)79分別與5V電源4和24V電源5相連，用于控制5V電源4和24V電源5的上電和斷電。5V電源4分別與伺服控制器2、驅(qū)動器3、220V電源接口 61和5V電源指示燈77相連，5V電源4為伺服控制器2和驅(qū)動器3的數(shù)字部分提供電源。24V電源5分別與驅(qū)動器3、220V電源接口 61和24V電源指示燈78相連，24V電源5為驅(qū)動器3的電機(jī)控制部分提供電源。伺服控制器2與驅(qū)動器3相連。伺服控制器2通過紅外通訊接口 75與紅外相機(jī)中的圖像處理軟件相連，通過主控通訊接口 76與主控計算機(jī)相連，通過方位編碼器接口 73與快速反射鏡系統(tǒng)的方位編碼器相連，通過俯仰編碼器接口 74與快速反射鏡系統(tǒng)的俯仰編碼器相連。驅(qū)動器3通過方位電機(jī)接口 71與快速反射鏡系統(tǒng)的方位音圈電機(jī)相連，通過俯仰電機(jī)接口 72與快速反射鏡系統(tǒng)的俯仰音圈電機(jī)相連。
[0036]伺服控制器2接收主控計算機(jī)的控制指令執(zhí)行相應(yīng)動作，并將跟蹤誤差、自身位置和狀態(tài)等數(shù)據(jù)反饋給主控計算機(jī)，伺服控制器2接收方位編碼器和俯仰編碼器的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字計算并輸出PWM信號給驅(qū)動器3，驅(qū)動器3采用一塊功率放大電路板，接收伺服控制器2發(fā)送的PWM信號進(jìn)行放大并將其轉(zhuǎn)換為雙H橋PWM方式，然后輸出電機(jī)控制信號給方位音圈電機(jī)和俯仰音圈電機(jī)，進(jìn)而控制音圈電機(jī)運轉(zhuǎn)，伺服控制器2接收圖像處理軟件發(fā)送的圖像脫靶量數(shù)據(jù)控制快速反射鏡進(jìn)行實時跟蹤。
[0037]伺服控制器2采用DSP芯片，DSP芯片采用TMS320F2812作為主控芯片，進(jìn)行外圍電路的擴(kuò)展:通過TL16C754擴(kuò)展了 4路RS422串口，并與CPLD (數(shù)字集成電路)配合作為本發(fā)明的電控系統(tǒng)伺服控制算法的實現(xiàn)基礎(chǔ)。伺服控制器2通過4路RS422串口分別與快速反射鏡系統(tǒng)的方位編碼器和俯仰編碼器、主控計算機(jī)、圖像處理軟件相連。
[0038]伺服控制器2的快反控制功能是由系統(tǒng)初始化模塊、串行通訊模塊、工作過程控制模塊和控制參數(shù)計算模塊實現(xiàn)的:系統(tǒng)初始化模塊用于初始化系統(tǒng)時鐘、GP10、串口參數(shù)、中斷向量表、PWM模塊及伺服常數(shù)；串行通訊模塊用于伺服控制器2與方位編碼器、俯仰編碼器、主控計算機(jī)、圖像處理軟件之間的數(shù)據(jù)通信；工作過程控制模塊用于伺服控制器2根據(jù)主控計算機(jī)的控制指令控制快速反射鏡執(zhí)行相應(yīng)動作，本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)有四種工作模式:尋零、鎖零、數(shù)引和跟蹤模式，電控系統(tǒng)上電初始化完成后，自動進(jìn)入尋零模式，伺服控制器2通過工作過程控制模塊控制快速反射鏡系統(tǒng)的方位音圈電機(jī)和俯仰音圈電機(jī)在正、反兩個方向進(jìn)行勻速運動，直到尋到編碼器零位后停止；控制參數(shù)計算模塊用于將電控系統(tǒng)伺服控制算法用數(shù)字計算實現(xiàn)并實時計算伺服控制量。
[0039]如圖5所示，本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)的軟件流程包括以下步驟:
[0040](I)打開電源開關(guān)79，快速反射鏡電控系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行電控系統(tǒng)參數(shù)的初始化，包括系統(tǒng)時鐘、GP10、PWM模塊及伺服常數(shù)的初始化，然后進(jìn)行串口參數(shù)和中斷向量表的初始化，進(jìn)行中斷設(shè)置，本發(fā)明的電控系統(tǒng)只有一個外部中斷被使能，而電控系統(tǒng)工作時共有4路通信中斷發(fā)生:方位編碼器中斷、俯仰編碼器中斷、主控計算機(jī)中斷和圖像處理軟件中斷，通過TL16C754的4路RS422串口實現(xiàn)，4路RS422串口中斷標(biāo)志分別連接到CPLD中，在CPLD中將方位編碼器中斷與伺服控制器2的外部中斷信號連接，進(jìn)而控制外部中斷。
[0041](2)電控系統(tǒng)初始化完成后，電控系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)等待狀態(tài)，直到中斷發(fā)生，電控系統(tǒng)則執(zhí)行中斷處理，然后再次回到循環(huán)等待狀態(tài)，方位編碼器中斷的周期為0.00125s，即電控系統(tǒng)的工作頻率為800Hz。
[0042](3)當(dāng)外部中斷即方位編碼器中斷發(fā)生后，伺服控制器2接收方位編碼器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，得到快速反射鏡的方位位置和速度，然后查詢俯仰編碼器中斷標(biāo)志狀態(tài)，判斷俯仰編碼器中斷標(biāo)志是否發(fā)生，如果發(fā)生，則伺服控制器2接收俯仰編碼器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，得到快速反射鏡的俯仰位置和速度。
[0043](4)根據(jù)方位編碼器和俯仰編碼器數(shù)據(jù)判斷方位編碼器和俯仰編碼器是否尋零完畢，如果沒有，則控制快速反射鏡進(jìn)行尋零動作，直到尋零完畢。
[0044](5)查詢圖像處理軟件中斷標(biāo)志，判斷圖像處理軟件中斷是否發(fā)生，如果發(fā)生，則伺服控制器2接收圖像處理軟件數(shù)據(jù)并更新圖像脫靶量數(shù)據(jù)。
[0045](6)查詢主控計算機(jī)中斷標(biāo)志，判斷主控計算機(jī)中斷是否發(fā)生，如果發(fā)生，則伺服控制器2接收主控計算機(jī)的控制指令進(jìn)行工作模式的切換:
[0046]①如果電控系統(tǒng)工作在鎖零模式，則伺服控制器2通過工作過程控制模塊控制快速反射鏡進(jìn)行鎖零動作，在零位位置保持穩(wěn)定；②如果電控系統(tǒng)工作在數(shù)引模式，則伺服控制器2通過工作過程控制模塊控制快速反射鏡進(jìn)行數(shù)引動作，根據(jù)主控計算機(jī)發(fā)送的引導(dǎo)位置數(shù)據(jù)將快速反射鏡快速引導(dǎo)到該位置并保持穩(wěn)定；③如果電控系統(tǒng)工作在跟蹤模式，則伺服控制器2通過工作過程控制模塊根據(jù)圖像處理軟件發(fā)送的圖像脫靶量數(shù)據(jù)控制快速反射鏡進(jìn)行實時跟蹤，修正復(fù)合軸跟蹤系統(tǒng)中的跟蹤架主軸系統(tǒng)的跟蹤殘差。
[0047]如圖4所示，本發(fā)明的快速反射鏡電控系統(tǒng)采用速度環(huán)和位置環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制方法:內(nèi)環(huán)-速度環(huán)加入速度校正環(huán)節(jié)控制速度偏差趨于零，進(jìn)而控制電機(jī)速度跟隨給定速度，外環(huán)-位置環(huán)加入位置校正環(huán)節(jié)控制位置偏差逐漸趨于零?？焖俜瓷溏R的位置由方位編碼器和俯仰編碼器直接測量得到，速度由位置數(shù)據(jù)進(jìn)行差分處理得到。在尋零模式下，由于需要控制音圈電機(jī)勻速運動，因此只有速度環(huán)起作用。在鎖零、數(shù)引和跟蹤模式下，均采用位置環(huán)和速度環(huán)相結(jié)合的方法進(jìn)行控制。在鎖零和數(shù)引模式下，將主控計算機(jī)給出的零位值或引導(dǎo)值作為位置環(huán)的給定值輸入，通過雙閉環(huán)控制實現(xiàn)快速反射鏡快速到達(dá)指定位置并保持穩(wěn)定。在跟蹤模式下，將圖像處理軟件給出的圖像脫靶量數(shù)據(jù)作為快速反射鏡電控系統(tǒng)的位置環(huán)偏差值，通過位置環(huán)校正和速度環(huán)閉環(huán)控制，實現(xiàn)實時跟蹤。為了得至IJ最佳的跟蹤、穩(wěn)態(tài)和控制性能，達(dá)到精確控制快速反射鏡跟蹤和定點的目的，速度環(huán)和位置環(huán)均加入了串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，通過改變串聯(lián)校正環(huán)節(jié)的參數(shù)，實現(xiàn)對位置校正環(huán)節(jié)和速度校正環(huán)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過反復(fù)試驗，得到符合指標(biāo)要求的適合該X-Y軸框架式快速反射鏡的控制參數(shù)。
[0048]本實施方式中，快速反射鏡系統(tǒng)的方位編碼器和俯仰編碼器均采用我所自行研制的直線式光柵尺，光柵分辨率為42um，經(jīng)過512細(xì)分處理，輸出16位編碼器數(shù)據(jù)。
[0049]本實施方式中，快速反射鏡系統(tǒng)的方位音圈電機(jī)和俯仰音圈電機(jī)均采用SMAC公司生產(chǎn)的直線式音圈電機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.用于提高激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)精度的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，包括:與主控計算機(jī)、紅外相機(jī)中的圖像處理軟件、方位編碼器和俯仰編碼器均相連的伺服控制器(2),所述伺服控制器(2)接收主控計算機(jī)的控制指令執(zhí)行相應(yīng)動作，并將跟蹤誤差、自身位置和狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋給主控計算機(jī)，同時接收方位編碼器和俯仰編碼器的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字計算并輸出PWM信號，所述伺服控制器(2)接收圖像處理軟件發(fā)送的圖像脫靶量數(shù)據(jù)控制快速反射鏡進(jìn)行實時跟蹤； 與伺服控制器(2)、方位音圈電機(jī)和俯仰音圈電機(jī)均相連的驅(qū)動器(3)，所述驅(qū)動器(3)對PWM信號進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為雙H橋PWM方式，然后輸出電機(jī)控制信號控制音圈電機(jī)運轉(zhuǎn)； 用于給伺服控制器(2)和驅(qū)動器(3)的數(shù)字部分供電的5V電源(4); 用于給驅(qū)動器(3)的電機(jī)控制部分供電的24V電源(5)； 與5V電源(4)和24V電源(5)均相連的220V電源接口(61)，用于外接220V電源給整個電控系統(tǒng)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，還包括分別與所述5V電源(4)和24V電源(5)相連的電源開關(guān)(79)，用于控制5V電源(4)和24V電源(5)的上電和斷電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，還包括機(jī)箱(1)，所述伺服控制器(2 )、驅(qū)動器(3 )、5V電源(4 )和24V電源(5 )均安裝在機(jī)箱(1)的箱體內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)箱(1)的前面板(7)上設(shè)置有方位電機(jī)接口( 71)和俯仰電機(jī)接口( 72)，所述驅(qū)動器(3)通過方位電機(jī)接口(71)和俯仰電機(jī)接口(72)分別與快速反射鏡系統(tǒng)的方位音圈電機(jī)和俯仰音圈電機(jī)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)箱(1)的前面板(7)上設(shè)置有方位編碼器接口(73)和俯仰編碼器接口(74)，所述伺服控制器(2)通過方位編碼器接口(73)和俯仰編碼器接口(74)分別與快速反射鏡系統(tǒng)的方位編碼器和俯仰編碼器相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)箱(1)的前面板(7)上設(shè)置有紅外通訊接口(75)和主控通訊接口(76)，所述伺服控制器(2)通過主控通訊接口(76)和紅外通訊接口(75)分別與主控計算機(jī)和紅外相機(jī)中的圖像處理軟件相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)箱(1)的前面板(7)上設(shè)置有與5V電源(4)相連的5V電源指示燈(77)和與24V電源(5)相連的24V電源指示燈(78)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服控制器(2)采用DSP芯片，以TMS320F2812為主控芯片，通過TL16C754擴(kuò)展4路RS422串口，并與CPLD配合作為電控系統(tǒng)伺服控制算法的實現(xiàn)基礎(chǔ)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服控制器(2)包括: 系統(tǒng)初始化模塊，用于初始化系統(tǒng)時鐘、GPIO、串口參數(shù)、中斷向量表、PWM模塊及伺服常數(shù)； 串行通訊模塊，用于伺服控制器(2)與方位編碼器、俯仰編碼器、主控計算機(jī)、圖像處理軟件之間的數(shù)據(jù)通信； 工作過程控制模塊，用于伺服控制器(2)根據(jù)主控計算機(jī)的控制指令控制快速反射鏡執(zhí)行相應(yīng)動作； 控制參數(shù)計算模塊，用于將電控系統(tǒng)伺服控制算法用數(shù)字計算實現(xiàn)并實時計算伺服控制量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快速反射鏡電控系統(tǒng)，其特征在于，在鎖零模式下，所述伺服控制器(2)通過工作過程控制模塊控制快速反射鏡在零位位置保持穩(wěn)定；在數(shù)引模式下，所述伺服控制器(2)通過工作過程控制模塊根據(jù)主控計算機(jī)發(fā)送的引導(dǎo)位置數(shù)據(jù)將快速反射鏡快速引導(dǎo)到該位置并保持穩(wěn)定；在跟蹤模式下，所述伺服控制器(2)通過工作過程控制模塊根據(jù)圖像處理軟件發(fā)送的圖像脫靶量數(shù)據(jù)控制快速反射鏡進(jìn)行實時跟蹤，修正復(fù)合軸跟蹤 系統(tǒng)母軸的跟蹤殘差。
【文檔編號】G01S7/48GK103792952SQ201410032153
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】彭樹萍, 于洪君, 王偉國, 李博, 劉廷霞, 吉桐伯, 郭勁, 郭立紅 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所