51單片機(jī)和CPLD的望遠(yuǎn)鏡伺服控制器設(shè)計(jì)
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式中，Tm是機(jī)械時(shí)間常數(shù)，K是增益。因此可以選擇
式中，λ是濾波器參數(shù)。如圖5所示，點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)內(nèi)的部分可等效為反饋控制器：
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 結(jié)語(yǔ) 
當(dāng)模型匹配時(shí)，存在
式中，ek為第k步時(shí)刻速度誤差，Ts為采樣周期，μ(k)為當(dāng)前控制量輸出。
采用基于高速單片機(jī)C8051F120和CPLDEPM570T100設(shè)計(jì)的伺服控制器硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大型望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)臺(tái)的速度控制，驅(qū)動(dòng)功率級(jí)采用H橋雙極性功率放大器，反饋采用直徑為413 mm的圓光柵，柵道64800，細(xì)分1000，分辨率為0．02"／s，采樣周期1 ms，控制回路計(jì)算時(shí)間測(cè)得為120μs，包含圓光柵數(shù)據(jù)讀取時(shí)間。望遠(yuǎn)鏡的一轉(zhuǎn)臺(tái)的速度傳遞函數(shù)為：
利用板上的通信口發(fā)送實(shí)際的速度值(波特率115200bps，1ms發(fā)送1次)，由上位計(jì)算機(jī)記錄數(shù)據(jù)，測(cè)得的速度響應(yīng)曲線(xiàn)如圖6所示。起始階段電機(jī)以20"／s的低速度運(yùn)行，中間升至1800"／s，最后達(dá)到3600"／s，可見(jiàn)每個(gè)階段的速度都非常平穩(wěn)。在實(shí)際數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要對(duì)零
位信號(hào)時(shí)刻的圓光柵數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，因該光柵有零位信號(hào)輸出，計(jì)算速度時(shí)要進(jìn)行合理的辨別方向和大小分析處理
本文采用高速單片機(jī)和CPLD組成望遠(yuǎn)鏡伺服控制器，實(shí)現(xiàn)了圓光柵四倍頻細(xì)分電路、計(jì)數(shù)模塊以及電機(jī)PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生，并用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)模控制算法、LCD顯示和數(shù)據(jù)通信等功能。最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。
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