[发明专利]一种无线激光通信平台的电机控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种无线激光通信平台的电机控制系统，包括二维转台，所述二维转台上设有处理控制器和与处理控制器通过水平步进电机驱动器连接的水平步进电机及通过俯仰步进电机驱动器连接的俯仰步进电机，水平步进电机和俯仰步进电机分别连接水平磁编码器和俯仰磁编码器，水平步进电机和俯仰步进电机的转动角度分别由水平磁编码器和俯仰磁编码器进行反馈给处理控制器。这种系统成本低、稳定性好、定位精度高，这种方法简单可靠、操作容易可满足APT系统对步进电机定位稳定性和高精度的要求。

技术领域

本发明涉及电机控制技术，具体是一种无线激光通信平台的电机控制系统及控制方法。

背景技术

在无线激光通信中，为了建立稳定通信链路，需要有高精度和高稳定性的捕获瞄准跟踪APT系统（Acquisition, Pointing and Tracking,简称 APT），而电机控制系统是实现APT技术的基础和前提。

步进电机作为一种数字控制电机，能将接收的电脉冲转换成角位移。步进电机的开环控制系统没有积累误差、易于实现较高精度定位，被广泛用于精确控制领域，且系统结构简单、成本低廉。但传统的步进电机开环控制系统存在振荡区，容易产生较大波动和振荡，由于电机系统的结构、性能及负载的影响，会导致步进电机力矩不够、卡顿、失步、堵转等问题，不能满足无线激光通信APT系统对精度和稳定性要求较高的场合的要求。

中国专利申请号为201821309153.4的专利技术方案中公开了一种步进电机闭环控制系统，这种步进电机闭环控制系统仅是在采样电路中与步进电机线圈串联了一个采样电阻，根据采集的电压，达到继续驱动步进电机转动的目的，该技术方案虽然解决了堵转问题，但没解决力矩不够、卡顿、过冲和振荡的问题；中国专利申请号为202110849506.X的专利技术方案中公开了一种基于PID控制的步进电机双闭环控制方法及系统，该技术方案通过设置控制系数、结合位置环期望值判断是否开启速度环控制，使步进电机在距离目标值较远时采用速度环控制，该技术方案在即将到达目标值时采用位置环控制，有效解决了步进电机的过冲现象，但依旧没解决力矩不够、卡顿和振荡的问题。无论是传统的步进电机开环控制还是现有的一些闭环控制方法，都无法满足无线激光通信APT系统步进电机定位的稳定性和高精度的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供了一种无线激光通信平台的电机控制系统及控制方法。这种系统成本低、稳定性好、定位精度高，这种方法简单可靠、操作容易可满足APT系统对步进电机定位稳定性和高精度的要求。

实现本发明目的的技术方案是：

一种无线激光通信平台的电机控制系统，包括二维转台，所述二维转台上设有处理控制器和与处理控制器通过水平步进电机驱动器连接的水平步进电机及通过俯仰步进电机驱动器连接的俯仰步进电机，水平步进电机和俯仰步进电机分别连接水平磁编码器和俯仰磁编码器，水平步进电机和俯仰步进电机的转动角度分别由水平磁编码器和俯仰磁编码器进行反馈给处理控制器，以控制器为核心，图1中的虚线表示磁感应，控制器的功能是获取目标位置，计算脉冲数，驱动电机运动，并且接收反馈信息，控制各个过程的运动方式，驱动器接收方向信号和脉冲信息进行细分驱动电机，磁编码器反馈位置信息给处理控制器，二维转台负责转动功能。

所述水平步进电机和俯仰步进电机均为直流两相步进电机、分别控制水平轴和俯仰轴。

所述水平步进电机驱动器和俯仰步进电机驱动器均为256细分驱动器。

所述水平磁编码器和俯仰磁编码器均为4096线磁编码器。