[实用新型]三维高精度全自动超高频段雷达天线近场测试闭环控制系统

说明书

技术领域

本实用新型设计一种闭环控制系统，特别是涉及一种三维高精度全自动超高频段雷达天线近场测试闭环控制系统。

背景技术

天线近场测试由于在微波暗室中进行，其精度高、效率高、成本低，在天线测试中应用越来越广泛。整个天线近场测试系统主要包括机械结构和控制系统两部分。目前国内研究天线近场测试平台的单位主要是一些高校和研究所，如西安电子科技大学、北京航空航天大学及中电14所，他们的产品定位平面度可达0.08mm左右，通过激光跟踪仪辅助和控制系统的优化最高可以达到0.04mm。但大多采用塔基式结构，体积庞大、集成化程度不高、结构复杂、不便贴吸波材料以降低测试平台散射对测试结果的影响,一般只适合大型雷达天线测试。而且他们的产品一般只是探头定位系统（又可称作扫描架或取样架），没有将天线定位系统和探头定位系统集成到一个平台上。

传统的天线近场测试控制系统，基本上采用以直流伺服电机作为驱动元件，测速机及角编码器作为负载测量和反馈元件的回路控制闭环设计。但对于今天较大型的近场天线测试系统，由于机械制造所带来的大尺隙误差，将会使控制系统在闭环调节过程中发生震荡现象，从而影响系统的稳定性。

由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，成为闭环控制系统，又称反馈控制系统。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种控制系统与上位机之间能通过以太网通讯机串行通讯接口实现连接通讯，方便测试采集坐标数据，控制系统与上位机之间连接通讯方便，可扩展性强，有利于根据实际测试需要进行后续开发的，系统稳定的三维高精度全自动超高频段雷达天线近场测试闭环控制系统。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：三维高精度全自动超高频段雷达天线近场测试闭环控制系统，它包括上位机、PLC控制器、伺服驱动器、X、Z轴伺服电机、联轴器、X、Z轴光栅尺、X轴滚珠丝杆、和单轴机器人；

上位机通过通信网络与PLC控制器相连，PLC控制器的输出与伺服驱动器相连，伺服驱动器的一路输出依次与X轴伺服电机、连轴器、X轴滚珠丝杆、X轴光栅尺连接；伺服驱动器的另一路输出依次与Z轴伺服电机、单轴机器人、Z轴光栅尺连接；X轴光栅尺和Z轴光栅尺的输出分别与PLC控制器相连。

上位机与PLC控制器之间的通信网络包括以太网通讯网络。

本实用新型的优点在于：

1.整个控制系统既可以用手操盒进行快速移动控制，也可以通过上位机软件进行实时精确控制，方便测试采集坐标数据；

2.控制系统与上位机之间连接通讯方便，可扩展性强，有利于根据实际测试需要进行后续开发；

3.采用精密的网络分析仪和测量仪器，实现高精度的测量，可达到0.01mm的到位精度；

4.所用的传感器能测量探头的准确位置；

5.平滑的伺服系统减少了结构的干扰；

6.采用连续移动测量，缩短了测量时间，避免了仪器不稳定因素造成的误差。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，三维高精度全自动超高频段雷达天线近场测试闭环控制系统，它包括上位机、PLC控制器、伺服驱动器、X、Z轴伺服电机、联轴器、X、Z轴光栅尺、X轴滚珠丝杆、和单轴机器人；

上位机通过通信网络与PLC控制器相连，PLC控制器的输出与伺服驱动器相连，伺服驱动器的一路输出依次与X轴伺服电机、连轴器、X轴滚珠丝杆、X轴光栅尺连接；伺服驱动器的另一路输出依次与Z轴伺服电机、单轴机器人、Z轴光栅尺连接；X轴光栅尺和Z轴光栅尺的输出分别与PLC控制器相连。

上位机与PLC控制器之间的通信网络包括以太网通讯网络。

位置检测器件是三维高精度全自动超高频段雷达天线近场测试闭环控制系统中必不可少的部分，它的精度直接影响着系统的控制精度。在系统中用位置检测元件（传感器）测出运动对象的位置信息，并反馈给计算机与预先给定的理想位置相比得出误差，根据误差值向伺服驱动器发出相应的执行命令，驱动电动机准确定位。