[发明专利]一种全数字式的双伺服电机消隙系统及其控制方法

说明书

本发明涉及地面遥测接收系统伺服控制领域，具体涉及一种全数字式的双伺服电机消隙系统，包括伺服控制模块、伺服驱动模块和传感模块；所述伺服控制模块通过现场总线传递速度控制命令至伺服驱动模块；所述伺服驱动模块包括消隙控制单元和电机驱动单元，伺服驱动模块发送驱动信号至伺服电机并接收传感模块传来的速度反馈信号；所述传感模块传递伺服电机的速度反馈信号至伺服驱动模块，同时传递位置反馈信号至伺服控制模块。本发明还公开了一种全数字式的双伺服电机消隙系统的控制方法，极大地提高消隙的精度。

技术领域

本发明涉及地面遥测接收系统伺服控制领域，更为具体的讲，涉及一种全数字式的双伺服电机消隙系统及其控制方法。

背景技术

地面遥测接收系统通常使用大口径的抛物面天线为接收单元，要求伺服系统具有很高的驱动力矩和低速平稳性。常用的伺服电机额定转速较高，输出力矩较小，而负载则要求转速较低，驱动力矩较大，因此需要在电机和负载之间加入一个很大的减速器，它一方面放大力矩另一方面降低转速。但是减速器的引入会使传动链路存在齿隙，齿隙用来防止由于误差和热变形而使轮齿卡住，并且给齿面间的润滑油膜留有空间，但齿隙同时又给机构在反转时带来空程，使机构不能准确定位，造成伺服系统指向精度降低。为了减少或消除齿隙给机构带来的不利影响，需要采用消隙方法，通常可采用机械消隙或电消隙的方法解决。双电机消隙传动方式的实质是利用伺服控制电路使传动系统在启动和换向的过程中，两套完全一致的减速机构的输出齿轮分别贴紧在主轴大齿轮的相反的帖合面上，使主轴大齿轮受到偏置力矩，不能在齿隙中来回摆动，从而达到消隙的目的。机械消隙传动的方法包括双片齿轮加弹簧传动，利用偏心套调节齿轮中心距，以及弹簧预加载的办法。机械消隙传动只能用于传递较小的力矩，而对于较大力矩的动力传动最好采用电消隙传动的方法解决。由于天线经常工作在零速附近，传动链中齿隙的存在会使得传动产生相应滞后，甚至会产生极限环振荡，在动力传动链中，传统的机械消隙已经无法满足精度要求，电消隙技术具有更多优越性。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的问题，提出一种全数字式的双伺服电机消隙系统及其控制方法，极大地提高消隙的精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种全数字式的双伺服电机消隙系统，其特征在于：包括伺服控制模块、伺服驱动模块和传感模块；

所述伺服控制模块通过现场总线传递速度控制命令至伺服驱动模块；

所述伺服驱动模块根据速度控制命令发送驱动信号至伺服电机并接收传感模块传来的速度反馈信号；

所述传感模块传递伺服电机的速度反馈信号至伺服驱动模块，同时传递位置反馈信号至伺服控制模块。

所述伺服控制模块包括通用工控机、串口通信卡和CAN卡。

所述伺服控制模块包括由前馈控制和反馈控制结合成的复合控制单元，所述复合控制单元通过误差控制的增量式PID控制。

所述伺服驱动模块包括消隙控制单元和电机驱动单元，所述消隙控制单元用于消除伺服电机的齿隙误差，所述电机驱动单元用于发送驱动信号给伺服电机。

所述消隙控制单元为通用嵌入式通信控制板，设置有偏置电流控制器，所述偏置电流控制器通过大于200Hz的频率控制主伺服电机速度以及控制从伺服电机的力矩与电流关系，消除齿隙误差。

所述现场总线使用的是CAN总线，所述串行总线使用的是RS422总线，构成全数字式控制系统。

一种全数字式的双伺服电机消隙系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、伺服控制步骤：计算伺服电机运行速度，并将速度控制命令发送至伺服驱动步骤；

二、伺服驱动步骤：接收来自伺服控制步骤的速度控制命令，驱动伺服电机；