[发明专利]一种非正交六杆动中通伺服系统及控制方法

摘要

一种非正交六杆动中通伺服系统及控制方法，包括测量反馈单元、控制单元、驱动单元、伺服天线，其中测量反馈单元又包括方位角度编码器、俯仰位置编码器、横滚位置编码器、极化角度编码器、数据采集卡；控制单元又包括ACU、捷联惯组、六轴运动控制及驱动模块；驱动单元又包括直线电机、方位涡轮蜗杆、极化涡轮蜗杆、电动推杆，直线电机又包括第一直线电机、第二直线电机，电动推杆又包括第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆、第四电动推杆。本发明机械结构简单，伺服控制系统集成度高，能实现四轴联动以及小型化和轻量化。

主权项

一种非正交六杆动中通伺服系统，其特征在于包括：测量反馈单元、控制单元、驱动单元、伺服天线；其中，测量反馈单元又包括方位角度编码器、俯仰位置编码器、横滚位置编码器、极化角度编码器、数据采集卡；控制单元又包括集中控制单元ACU、捷联惯组、六轴运动控制及驱动模块；驱动单元又包括直线电机、方位涡轮蜗杆、极化涡轮蜗杆、电动推杆，直线电机又包括第一直线电机、第二直线电机，电动推杆又包括第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆、第四电动推杆；数据采集卡从方位角度编码器、俯仰位置编码器、横滚位置编码器、极化角度编码器采集方位角度信息、俯仰位置信息、横滚位置信息、极化角度信息，并将上述信息发送至ACU和捷联惯组；ACU实时接收数据采集卡采集到的方位角度信息、俯仰位置信息、横滚位置信息、极化角度信息，并将俯仰位置信息和横滚位置信息转换为俯仰角度信息和横滚角度信息，然后将方位角度信息、俯仰角度信息、横滚角度信息、极化角度信息用于进行用户监控；ACU用于向捷联惯组供电，以及向捷联惯组发出控制指令，所述控制指令包括卫星的名称、经度参数、极化方式、信标频率、对星时间、对星方式；ACU通过数据交互读取捷联惯组发送的系统姿态信息用于对捷联惯组的是否正常工作的状态进行判断；捷联惯组用于实时测量姿态信息，并将测量得到的姿态信息进行坐标变换，同时实时接收数据采集卡采集到的方位角度信息、俯仰位置信息、横滚位置信息、极化角度信息，并将俯仰位置信息和横滚位置信息转换为俯仰角度信息和横滚角度信息，然后将方位角度信息、俯仰角度信息、横滚角度信息、极化角度信息与坐标变换后的姿态信息进行比较，捷联惯组根据ACU发出的控制指令中的卫星的名称、经度参数、极化方式、信标频率找寻需要对准卫星的位置，并按照ACU发出的对星方式在规定的对星时间内将角度的比较结果转换为脉冲信号发送至六轴运动控制及驱动模块用于进行对星；六轴运动控制及驱动模块根据捷联惯组发送的脉冲信号进行对星，进行对星的具体方式如下：六轴运动控制及驱动模块输出六路控制和驱动信号，第一路控制和驱动信号输出到第一直线电机，第一直线电机推动方位涡轮蜗杆做方位旋转进而推动伺服天线做方位旋转；第二路和第三路控制和驱动信号输出到第一电动推杆和第二电动推杆，第一电动推杆和第二电动推杆推动伺服天线按照一定角度做俯仰旋转；第四路和第五路控制和驱动信号输出到第三电动推杆和第四电动推杆，第三电动推杆和第四电动推杆推动伺服天线按照一定角度做横滚旋转；第六路控制和驱动信号输出到第二直线电机，第二直线电机推动极化涡轮蜗杆按一定角度做极化旋转；所述的方位旋转、俯仰旋转、横滚旋转和极化旋转相互独立，在空间形成4个自由度；方位角度编码器、俯仰位置编码器、横滚位置编码器、极化角度编码器实时获取方位旋转、俯仰旋转、横滚旋转和极化旋转时的方位角度信息、俯仰位置信息、横滚位置信息、极化角度信息。