基于CAN總線和PCC的多電機消隙天線控制系統(tǒng)

作者：時間：2012-10-24 來源：網(wǎng)絡(luò)

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多電機消隙天線控制系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，天線控制單元（即操作人機界面HMI，采用BR的PP320觸摸屏）通過內(nèi)部IMA與多電機控制器（PCC的中央處理器模塊CP476）之間進行通信，實現(xiàn)速度指令、狀態(tài)控制和狀態(tài)信息等遠控操作。四臺直流驅(qū)動器通過CAN總線組網(wǎng)控制，通過SSI讀取轉(zhuǎn)臺的位置信號；天線控制系統(tǒng)的控保電路的信號采集等都是由多電機控制器（CP476）通過其I/O點（DM465數(shù)字量I/O模塊）實現(xiàn)的。這種方案不僅實現(xiàn)了全數(shù)字控制，而且結(jié)構(gòu)簡單、接口清晰、可靠性高。可以看出多電機控制器（CP476）和CAN總線的應(yīng)用是關(guān)鍵所在。
3.2 控制原理
對于四臺電動機協(xié)調(diào)控制一個轉(zhuǎn)臺來說，要實現(xiàn)齒輪消隙，其中兩臺要作為速度控制模式工作，作為消隙驅(qū)動的主電動機，提供與天線轉(zhuǎn)動方向一致的主動驅(qū)動力矩。另外兩臺要作為力矩控制模式工作，作為消隙驅(qū)動的從動電機，為消隙機構(gòu)的齒圈提供向后的嚙合“張緊力”。
天線控制單元HMI（PP320）通過串行接口RS-232將速度指令發(fā)送給多電機控制器（CP476），多電機控制器（CP476）通過CAN總線分別對四臺直流調(diào)速器（歐陸）實現(xiàn)速度控制和力矩控制的切換，以實現(xiàn)對天線轉(zhuǎn)臺的無間隙傳動。如圖2所示。

圖2 四臺電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)臺的控制原理

當轉(zhuǎn)臺順時針轉(zhuǎn)動時，設(shè)定電機1和3為速度控制工作模式，電機2和4為電流控制工作模式。電機1和3為主動電機，電機2和4為從動電機。M1、M2、M3、M4分別代表電機1、電機2、電機3、電機4的力矩。則提供的總力矩M=(M1+M3-M2-M4)。當轉(zhuǎn)臺逆時針轉(zhuǎn)動時，則情況正好相反，電機2和4為速度控制工作模式，電機1和3為電流控制工作模式。電機2和4為主動電機，電機1和3為從動電機。提供的總力矩為M=(M2+M4-M1-M3)。
對于兩臺作電流控制模式工作的直流調(diào)速器，外部給定電流指令，使之產(chǎn)生與主動電機相反的力矩，保持一定的張緊力。
對于兩臺作速度控制模式工作的直流調(diào)速器，多電機控制器（CP476）接受天線控制單元的速度指令，經(jīng)過處理后通過CAN總線發(fā)送給歐陸直流調(diào)速器，將與電機反饋速度比較運算后的偏差送入直流驅(qū)動器的速度環(huán)，通過力矩偏置，輸出電流信號送給電流環(huán)，經(jīng)過PID運算后，把電流信號送給電機電樞。從而既實現(xiàn)了轉(zhuǎn)臺電動機的速度和電流閉環(huán)控制，又實現(xiàn)了轉(zhuǎn)臺消隙。系統(tǒng)控制原理框圖如圖3所示。