[发明专利]一种硬杆控制系统

说明书

技术领域

本发明属于机电一体化的伺服控制系统领域，具体涉及一种硬杆控制系统。

背景技术

硬杆控制系统广泛应用于经纬仪的远程或超远程控制之中，实现经纬仪对目标的半自动跟踪、定向、捕获功能。硬杆的执行机构（即手柄，或者操纵杆），分为硬杆和软杆，而硬杆具有较好的回位精度和抗振性能；扳动硬杆手柄，离开中心位置的偏移矢量，反映了电机的旋转方向和大小，扳动硬杆手柄的速度，反映了电机的旋转速度。偏移量的测量常用的有红外光学传感器、霍尔式传感器、力敏传感器，力敏传感器具有成本低廉、精度损失小、抗干扰能力强的特点；传感器将感知的电压信号，经过硬杆调节器、伺服控制器处理后，控制经纬仪完成目标精确跟踪、定位、快速捕获功能。

现有的硬杆控制系统，具有互换性差；信号随温度变化，需要单片机校正非线性输出；易受电磁场干扰的缺点。

发明内容

本发明为解决经纬仪的人机智能远程控制问题，提供一套硬杆控制系统。

本发明的技术解决方案是：

一种硬杆控制系统，包括与硬杆依次连接的硬杆调节器和速度调节器，速度调节器与被控仪器连接，其特殊之处在于：硬杆调节器包括电桥电路、第一支路和第二支路，第一支路和第二支路均包括依次连接的微弱信号的差分放大和平衡电路、低通滤波电路、零点漂移的调整电路、增益调节及特性调节电路以及限幅放大电路，电桥电路输出信号La和Le，信号La依次通过第一支路的微弱信号的差分放大和平衡电路、低通滤波电路、零点漂移的调整电路、增益调节及特性调节电路、限幅放大电路与速度调节器连接，信号Le通过第二支路的微弱信号的差分放大和平衡电路、低通滤波电路、零点漂移的调整电路、增益调节及特性调节电路、限幅放大电路与速度调节器连接。

上述电桥电路包括应变片RD1、应变片RD2、应变片RD3、应变片RD4、应变片RB1、应变片RB2以及分压电阻；应变片RD1、应变片RD2、应变片RD3以及应变片RD4分别设置在硬杆的前后左右四个方位；应变片RD1以及应变片RD2串联成第一支路，应变片RB1以及应变片RB2串联成第二支路，应变片RD3以及应变片RD4串联成第三支路，第一支路、第二支路和第三支路并联，应变片RD1和应变片RD2的共同连接端输出信号La给第一支路的微弱信号的差分放大和平衡电路；应变片RD3和应变片RD4的共同连接端输出信号Le给第二支路的微弱信号的差分放大和平衡电路；第一支路和第二支路并联的一个端点通过分压电阻接电源，第一支路和第二支路并联的另一个端点接地。

上述微弱信号的差分放大和平衡电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U5、电阻R11、电阻R15、电阻R12、电阻R17、电位器P1、二极管D1和二极管D2；运算放大器U2的输出端接入运算放大器U2的负输入端，运算放大器U2的输出端依次通过电阻R12和电阻R17接地；运算放大器U1的输出端接入运算放大器U1的负输入端，运算放大器U1的输出端通过电阻R11接入运算放大器U5的负输入端，应变片RB1和应变片RB2的共同连接端接入运算放大器U2的正输入端，应变片RD1和应变片RD2的共同连接端输出信号La连接第一支路中运算放大器U1的正输入端；应变片RD3和应变片RD4的共同连接端输出信号Le给第二支路中运算放大器U1的正输入端；二极管D1和二极管D2并联后接在运算放大器U5的正输入端和负输入端之间；二极管D1的正负极连接方向与二极管D2的正负极连接方向相反；运算放大器U5的负输入端还接在电阻R12和电阻R17之间，运算放大器U5的输出端依次通过电位器P1和电阻R15接入运算放大器U5的负输入端。

上述低通滤波电路包括电阻R19、电阻R22以及电容C1；电阻R19和电阻R22串联后接在差分放大和平衡电路的输出端和零点漂移的调整电路的输入端之间，电阻R19和电阻R22的共同连接端通过电容C1接地。