[发明专利]一种基于CAN总线的单兵转台伺服控制系统

权利要求书

1.一种基于CAN总线的单兵转台伺服控制系统，包括：PLC控制器（2）、方位驱动器（3）、方位伺服电机（4）、方位减速机（5）、方位编码器（7）、俯仰驱动器（8）、俯仰伺服电机（9）、俯仰减速机（10）和俯仰编码器（12），其特征在于还包括：24V蓄电池（1）、方位负载（6）、俯仰负载（11）、运动指令输入设备（13）、CAN2.0B协议总线（14）、CANopen协议总线（15）、方位驱动电缆（16）、俯仰驱动电缆（17）、供电电缆（18）、方位反馈电缆（19）和俯仰反馈电缆（20）；方位伺服电机（4）与方位减速机（5）通过螺钉连接，方位伺服电机（4）的输出轴与方位减速机（5）的输入轴通过平键连接，方位减速机（5）的输出轴与方位负载（6）通过平键连接，方位编码器（7）的输出轴与方位负载（6）通过平键连接并随方位负载（6）同步旋转；俯仰伺服电机（9）与俯仰减速机（10）通过螺钉连接，俯仰伺服电机（9）的输出轴与俯仰减速机（10）的输入轴通过平键连接，俯仰减速机（10）的输出轴与俯仰负载（11）通过平键连接，俯仰编码器（12）的输出轴与俯仰负载（11）通过平键连接并随俯仰负载（11）同步旋转；24V蓄电池（1）、PLC控制器（2）、方位驱动器（3）和俯仰驱动器（8）均置于转台上并通过螺钉固定；24V蓄电池（1）分别与PLC控制器（2）、方位驱动器（3）、俯仰驱动器（8）、方位编码器（7）、俯仰编码器（12）以及运动指令输入设备（13）通过供电电缆（18）连接，PLC控制器（2）分别与方位驱动器（3）、俯仰驱动器（8）以及运动指令输入设备（13）通过CAN2.0B协议电缆连接，PLC控制器（2）分别与方位编码器（7）和俯仰编码器（12）通过CANopen协议电缆连接，方位驱动器（3）与方位伺服电机（4）通过方位驱动电缆（16）和方位反馈电缆（19）连接；俯仰驱动器（8）与俯仰伺服电机（9）通过俯仰驱动电缆（17）和俯仰反馈电缆（20）连接；

打开24V蓄电池（1）电源开关，给PLC控制器（2）、方位驱动器（3）、俯仰驱动器（8）、方位编码器（7）、俯仰编码器（12）供24V直流电；上电后，方位编码器（7）和俯仰编码器（12）开始按照CANopen帧格式以f₁的频率发送当前转台的方位角度和俯仰角度到CANopen协议总线（15）上；PLC控制器（2）按照CAN2.0B帧格式发送初始化命令到CAN2.0B协议总线（14）上，方位驱动器（3）和俯仰驱动器（8）接收到初始化命令后进行初始化；PLC控制器（2）首先读取CANopen协议总线（15）上的方位角度和俯仰角度，然后检测是否有运动指令到来，当运动指令输入设备（13）将运动指令发送到CAN2.0B协议总线（14）上时，PLC控制器（2）读入运动指令；PLC控制器（2）将运动指令与当前方位角度、俯仰角度作差，得到位置误差指令，将此位置误差指令作为位置PI控制闭环的输入指令，经过PI运算，PLC控制器（2）输出速度指令到CAN2.0B协议总线（14）上，当方位驱动器（3）和俯仰驱动器（8）接收到速度指令后分别通过方位驱动电缆（16）和俯仰驱动电缆（17）输出电压信号给方位伺服电机（4）和俯仰伺服电机（9），从而驱动方位伺服电机（4）和俯仰伺服电机（9）运动；运动过程中，方位驱动器（3）和俯仰驱动器（8）分别通过方位反馈电缆（19）和俯仰反馈电缆（20）读取方位伺服电机（4）和俯仰伺服电机（9）的转速反馈信息，将反馈转速与指令转速的差值作为方位驱动器（3）和俯仰驱动器（8）内部速度PI控制闭环的输入，进行速度PI调节。