[发明专利]一种CAN接口的操控台

说明书

技术领域

本发明涉及一种随动系统的运动控制操控台、操控杆产品设计。

背景技术

随动系统的半自动控制方式普遍采用的是传统的模拟操控台和操作杆进行操作，原理框图如图1所示。在随动系统上操控台的扳动角度代表随动系统的速度量，传统的操控台的工作原理是将操作员手扳把手杆的角度信号通过机械传动传给测角电位计，转换成模拟电压信号输出，经过信号传输电缆传给随动控制箱，在随动控制箱内部通过控制切换，再将模拟电压信号进行AD转换变成数字量，送给数字随动控制计算机，随动控制计算机再把代表角度的数字量送给数字化电机驱动器，带动电动机转动，使火炮炮塔运行。

传统的操控台具有以下缺点：

1)操控台的测角电位计使用外接精密电源，外接精密电源的精度直接影响测角的精度，精密电源一般装在随动控制箱内，和别的负载共用电源，产生相互干扰，引起电源波动；电源距操控台测角电位计线路较长，一般有3米以上，容易产生干扰，引起电源有精度损失；后果是直接影响操控台的输出精度，间接随动控制精度，造成随动系统控制不稳、零位漂移，给操作员带来操作难度，影响半自动方式的瞄准精度和射击精度。

2)操控台的测角电位计输出的模拟信号，由于输出信号内阻大、功率小，需要从操控台传送到随动控制箱，传送距离较远，容易产生干扰；后果同第一条。

3)操控台的测角电位计使用的是多组高精度非线性函数电位计，价格奇高。与电位计对应的曲线函数只能在厂家设计生产时定制，后期无法升级。

4)通讯线路芯数多，一般操控台需要9芯信号线。

5)需要在随动控制箱内部的随动控制计算机进行AD转换、数值滤波，增加了随动控制计算机的计算工作量，占用随动控制计算机的机时。

6)如果要增加操控台给定的信号滤波、速度限制、加速度限制等优化控制方法，用模拟线路实现难度大，精度低、成本高。

7)操控台的测角电位计零位调整，在随动控制箱内进行，增加了随动控制计算机在全炮上的调试工作量。每一个操控台调整量都不同，更换操控台时需要重新调试随动控制箱的零位电位计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种CAN接口的操控台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括电源、机械把手、测角电位计、信号调理电路和单片机，所述的机械把手将操作员操作的转角量传导给两个垂直安装的测角电位计，两个测角电位计的输出电压与机械把手的扳动角度是线性函数关系，测角电位计的输出电压经过信号调理电路进行幅值和零位的线性变换，变换成满足单片机输入要求的方位采集量和高低采集量；方位采集量和高低采集量在单片机内部进行16位AD转换和数值滤波，生成16位100Hz的数字量，然后进行非线性函数变换，使得计算的速度数据B和机械把手的扳动角度A满足B＝k*A³，其中k是一个常数系数，并确保速度数据B的一阶导数绝对值小于随动系统最大速度限制值，速度数据B的二阶导数绝对值小于随动系统最大加速度限制值；单片机的输出通过CAN总线传给随动控制箱；所述的电源为测角电位计、信号调理电路和单片机供电。

所述的电源、信号调理线路和单片机集成到操控台内部。

所述的测角电位计采用线性电位计。

本发明的有益效果是：

1)取消外部精密电源供电，改用内部独立精密电源模块，无外部干扰对电源波形影响，因此通过精密电源的电源线因素对随动系统控制的影响更小。

2)测角电位计输出的模拟信号，就近进行16位AD变换，无外部干扰对波形影响，保证了转换精度。消除了随动系统控制不稳、零位漂移现象。保证了射击精度不受影响。

3)测角电位计使用的是普通线性电位计，成本低廉。

4)通讯线路芯数减少，由原来的9芯减少到6芯。

5)随动控制计算机直接读取给定角度数字量，不需要进行AD转换、滤波等计算，减少了随动控制计算机的计算工作量，减少了随动控制计算机的机时，简化了随动控制箱的硬件线路。

6)可以在操控台内部进行信号对给定量用纯软件进行数值滤波、零位调整、非线性曲线函数变换、速度限制、加速度限制等处理，其模型和参数可以在调试时装定，还可以进行后期升级，还可以通过增加软件自动对零电路实现自动校零。

7)操控台输出的操作信号，信号调理在操控台内部调整，保证了操控台的一致性，减少了随动控制箱的调试工作量，更换操控台时不需要重新调试随动控制箱的调零电位计。

附图说明