[发明专利]一种多波束天线调整平台及其控制系统与方法

权利要求书

1.一种多波束天线调整平台的控制系统，其特征在于，所述多波束天线调整平台的控制系统包括并联调整平台机构、上位机、专用运动控制器、测量机构和设于运动控制板卡上可编程系统周围的外围电路；

所述多波束天线调整平台由上下两个平台和连接两平台的六个电动缸组成，多波束天线反射面的背架结构固定安装在调整平台机构的上平台，多波束天线的馈源滑轨和馈源固定安装在多波束天线反射面上；

上位机，指令的发出端，与运动控制板卡通过RS-422总线通信，运用机构正解算法计算上平台位姿，结合控制算法对控制系统进行反馈调节；

运动控制器，包括运动控制板卡及其嵌入式程序，解析上位机发送的控制指令转换为方向及脉冲信号，运用控制算法发送给伺服驱动器，驱动伺服电机运转；

伺服驱动器，与运动控制板卡相连，伺服驱动器接收到运动控制板卡的控制信息，驱动伺服电机转动，使调整平台机构的上平台运动到目标位姿；

测量机构，采用磁致伸缩位移传感器测量并联调整平台机构的电动缸轴长，将数据上传至上位机中进行反馈调节，采用API激光测试仪对上平台位姿进行标定，以检验控制系统的控制精度。

2.如权利要求1所述的多波束天线调整平台的控制系统，其特征在于，所述运动控制器采用嵌入式系统架构，运用并联机构逆解算法和基于时间-位置模式的离散S型加减速曲线运动算法，结合控制算法控制上平台位姿。

3.如权利要求2所述的多波束天线调整平台的控制系统，其特征在于，所述运动控制板卡接收上位机的控制指令，ARM模块对接收的数据帧进行解析发送给FPGA模块，FPGA模块处理数据信息，向伺服驱动器发送方向及脉冲数驱动电机运转，控制过程采用基于时间-位置模式的离散S型加减速曲线运动方法；

专用运动控制板卡中的ARM模块将运动位移离散为N段，每段时间为9ms，计算出每个时间间隔内离散点所对应的位移量，将位移量发送给专用运动控制板卡中的FPGA模块，FPGA模块接收信息后，按照间隔时间为10ms重新计算离散位移量，并转换为对应电机的脉冲数发送给伺服驱动器，控制电机转动；当FPGA模块输出控制脉冲至第9ms时，ARM模块根据上位机发送的闭环控制调整量和剩余的运动位移，再次计算出下一个时间间隔内离散点对应的位移量，发送给FPGA模块，FPGA模块接收信息后，运用控制算法加上之前未输出的控制脉冲量，按照10ms的时间间隔再次重新计算离散位移量，输出对应的控制脉冲数控制电机运转，依此循环计算下一段控制脉冲数，使电机能够平稳无间断地运转。

4.如权利要求3所述的多波束天线调整平台的控制系统，其特征在于，所述运动控制器包括：ARM模块、FPGA模块、通信接口模块、中断信息处理模块、限位开关模块、方向及脉冲输出模块；

通信接口模块、中断信息处理模块、限位开关模块、方向及脉冲输出模块均与ARM模块和FPGA模块电连接；

通信接口模块，用于实现运动控制器与上位机、伺服驱动器之间的通信，ARM模块、FPGA模块之间的通信；

限位开关模块，与并联调整平台机构电动缸上安装的限位开关相连接，约束电动缸的运动范围；

中断信息处理模块，用于运动控制器与伺服驱动器通信以及运动控制器中ARM模块、FPGA模块通信时对系统的处理；

方向及脉冲输出模块，用于量化控制系统的控制，将控制信息转换为对应电机的脉冲数。