一种机载气象雷达扫描器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及机载气象雷达天线扫描器【技术领域】，尤其是一种使用直流无刷电机的数字化闭环控制机载气象雷达扫描器。包括扫描器本体上的方位电机和俯仰电机，其特征在于，所述方位电机和俯仰电机为正弦波驱动直流无刷力矩电机，所述方位电机与设置在方位轴上的第一轴角位置传感器连接，所述俯仰电机与设置在俯仰轴上的第二轴角位置传感器连接，所述扫描器系统还包括与方位电机和俯仰电机连接的功率驱动电路，以及与功率驱动电路连接的伺服控制电路，所述功率驱动电路接收伺服控制电路的电机控制信号，输出电机驱动电流和电机电流采样信号给伺服控制电路，实现电机电流检测。
【专利说明】一种机载气象雷达扫描器
【技术领域】
[0001]本发明涉及机载气象雷达天线扫描器【技术领域】，尤其是一种使用直流无刷电机的数字化闭环控制机载气象雷达扫描器。
【背景技术】
[0002]目前国内机载气象雷达【技术领域】中，机载气象雷达扫描器伺服系统普遍采用两相混合式步进电机开环控制的方案实现。利用两相混合式步进电机步距角固定的特点，通过两路方波信号实现步进电机控制，通过调整方波信号的周期改变电机转速，通过调整方波信号的相位关系控制旋转方向。
[0003]步进电机本身不具备抵抗动态负载扰动的能力，当扫描器工作于振动、冲击或大过载的环境中时，步进电机会由于负载能力不足而发生“丢步”现象，导致步进电机实际走过的步数少于指令发出的步进指令个数。由于目前机载气象雷达扫描器采用开环控制，没有使用角位置传感器，扫描器无法动态补偿扰动造成的控制误差，从而导致雷达波束实际指向位置滞后于扫描图型指令的位置，造成指向误差，对雷达总体性能造成影响。同时，由于没有使用传感器技术进行信号检测，无法为系统自检和维护提供必要的信息，维护性较差。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种机载气象雷达扫描器，该扫描器具有精度更好、可靠性高、环境适应性强、维护性保障性好的特点，而且能够在复杂工作环境下长时间稳定工作，并且延长外场维护周期，切实装备保障性。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明包括扫描器本体上的方位电机和俯仰电机，所述方位电机和俯仰电机为正弦波驱动直流无刷力矩电机，所述方位电机与设置在方位轴上的第一轴角位置传感器连接，所述俯仰电机与设置在俯仰轴上的第二轴角位置传感器连接，所述扫描器系统还包括与方位电机和俯仰电机连接的功率驱动电路，以及与功率驱动电路连接的伺服控制电路，所述功率驱动电路接收伺服控制电路的电机控制信号，输出电机驱动电流和电机电流采样信号给伺服控制电路，实现电机电流检测，所述伺服控制电路接收和处理来自第一轴角位置传感器和第二轴角位置传感器的方位及俯仰轴的轴角位置采样信号、电机电流采样信号，并实现与上位机的通讯接口，根据相电流反馈信号和电机当前轴角位置反馈实现对电机的正弦波驱动控制，并根据从上位机接受的控制指令以及天线当前角位置实现天线指向控制，同时，通过对各种传感器信号的实时采样分析，实现对扫描器主要部件的自检和故障分析，为维护和保障提供依据。
[0006]本发明通过使用直流无刷电机，解决了一般直流电机的电刷老化问题，同时避免了高湿度环境下电刷换向器短路造成扫描器损坏的可能性，可以大大提高扫描器分机的平均无故障时间，提高系统可靠性，延长产品维护周期。
[0007]与目前机载气象雷达所使用的两相混合式步进电机相比，直流无刷电机通过电流反馈控制实现了对扰动的动态快速补偿，保证扫描器分机在随机振动、冲击及大过载加速度环境下保持正常工作性能。同时，直流无刷电机完全避免了步进电机系统噪音较大的固有缺陷，电磁泄漏较小，对整机电磁兼容性有较大帮助。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构原理框图。
【具体实施方式】
[0009]本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范围的限定，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
[0010]如图1所示，本发明包括扫描器本体上的方位电机I和俯仰电机2，所述方位电机I和俯仰电机2分别与设置在扫描器底座上的方位轴和俯仰轴直接连接。所述方位电机I和俯仰电机2为正弦波驱动直流无刷力矩电机，所述方位电机I与设置在方位轴上的第一轴角位置传感器3连接，所述俯仰电机2与设置在俯仰轴上的第二轴角位置传感器4连接，所述扫描器系统还包括与方位电机I和俯仰电机2连接的功率驱动电路5，以及与功率驱动电路5连接的伺服控制电路6，所述功率驱动电路5包括三相桥式整流电路、电流采样传感器，接收伺服控制电路6的电机控制信号,输出电机驱动电流和电机电流米样信号给伺服控制电路6，实现电机电流检测，所述伺服控制电路6采用基于数字信号处理芯片的嵌入式系统设计，接收和处理来自第一轴角位置传感器I和第二轴角位置传感器2的方位及俯仰轴的轴角位置采样信号、电机电流采样信号，并实现与上位机的通讯接口，根据相电流反馈信号和电机当前轴角位置反馈实现对电机的正弦波驱动控制，并根据从上位机接受的控制指令以及天线当前角位置实现天线指向控制，同时，通过对各种传感器信号的实时采样分析，实现对扫描器主要部件的自检和故障分析，为维护和保障提供依据。
【权利要求】
1.一种机载气象雷达扫描器,包括扫描器本体上的方位电机(I)和俯仰电机(2),其特征在于，所述方位电机(I)和俯仰电机(2)为正弦波驱动直流无刷力矩电机，所述方位电机(I)与设置在方位轴上的第一轴角位置传感器(3)连接，所述俯仰电机(2)与设置在俯仰轴上的第二轴角位置传感器(4)连接，所述扫描器系统还包括与方位电机(I)和俯仰电机(2)连接的功率驱动电路(5)，以及与功率驱动电路(5)连接的伺服控制电路(6)，所述功率驱动电路(5)接收伺服控制电路(6)的电机控制信号,输出电机驱动电流和电机电流米样信号给伺服控制电路(6)，实现电机电流检测，所述伺服控制电路(6)接收和处理来自第一轴角位置传感器(I)和第二轴角位置传感器(2)的方位及俯仰轴的轴角位置采样信号、电机电流采样信号，并实现与上位机的通讯接口，根据相电流反馈信号和电机当前轴角位置反馈实现对电机的正弦波驱动控制，并根据从上位机接受的控制指令以及天线当前角位置实现天线指向控制，同时，通过对各种传感器信号的实时采样分析，实现对扫描器主要部件的自检和故障分析，为维护和保障提供依据。
【文档编号】G01S7/02GK103472437SQ201310408591
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】于文博, 金飞, 郭光
申请人:中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所