伺服系統(tǒng)技術說明書

CINRADCINRADWSR-98D技術手冊之天伺分冊 11第一章伺服系統(tǒng)技術說明書概述CINRAD氣象雷達是我國一種型的氣象雷達,它能準確預報臺風、冰雹和暴,避開損失。雷達中的伺服系統(tǒng)是用來掌握天線轉動的，它能夠依據(jù)RDASC置，亦能夠依據(jù)RDASC信息處理機公布的速度命令準確地使天線勻速轉動。2．主要性能和指標：方位運動范圍：0°360°連續(xù)轉動最大速度：34.5°/s速度誤差精度：5%15°/s2~19°/s2位置誤差：±0.2°軸角編碼的精度優(yōu)于±0.05°。俯仰運動范圍：-1°+90°最大速度：34.5°/s速度誤差精度：5%15°/s2~19°/s2位置誤差：±0.2°軸角編碼的精度優(yōu)于±0.05°。伺服系統(tǒng)滿足以下環(huán)境條件：溫度和濕度條件室外環(huán)境溫度 濕度最低最高工作-20C+49C15%100%非工作-62C+49C15%100%室內環(huán)境溫度 濕度最低最高工作+10C+35C20%80%非工作-35C+60100%CINRADCINRADWSR-98D技術手冊之天伺分冊 3.2供電條件伺服系統(tǒng)工作原理位置環(huán)、速度環(huán)和加速度環(huán)。系統(tǒng)的構造框圖如下：+++- K1D/A GrGaS1JS1nTKHaSRaHS加速度環(huán)由前向通道Ga/S、1/JS和負反響通道HS、HaS構成。通過與電機同軸的測速機，將系統(tǒng)輸出速度轉換成電壓信號，再進展一次微分，然后送到加速度環(huán)的輸入端，用加速度環(huán)的輸入信號與之相減的差來掌握此環(huán)路。速度環(huán)由GrHS構成。通過與電機同軸的測速機，將系統(tǒng)輸出速度轉換成電壓信號,然后送到速度環(huán)的輸入端，用速度環(huán)的輸入信號與之相減的差值來掌握速度環(huán)路,使天線按給定的速度勻速轉動。位置環(huán)由計算機、數(shù)D/A、K1、速度環(huán)和軸角編碼器構成。通過軸角編碼器將系統(tǒng)輸出轉角轉換成數(shù)字電壓信號，送到計算機，由計算機按相應掌握算法計算后，將數(shù)據(jù)送構造特征及功能2數(shù)字掌握單元〔UD5A6〕2功率放大單元〔UD5A7〕2軸角編碼器單元2變壓器單元〔UD5A6〕US2.425.002。2CINRADCINRADWSR-98D技術手冊之天伺分冊 3模擬板模擬板上放置的是方位和俯仰兩個支路的模擬環(huán)路元件，電路圖見US2.891.022DL。1方位22HZ。N6、N7、N8、N11～N15構成方位支路另一個12．5HZ15HZ。方位測速機信號經(jīng)N9平波衰減，形成速度環(huán)反響信號送至速度環(huán)。速度環(huán)反響信號經(jīng)微分電路N10形成加速度環(huán)反響信號送至加速度環(huán)。R106～R109、V7～V10構成限幅電路，它把輸出限制在±10V的范圍內，印制板上其它的此類電路，都具有一樣的限幅作用。4.1.1.2俯仰電路，它們是用來消退抑制數(shù)字采樣頻率對。、N33～N37構成俯仰支路另一個N31波衰減，形成速度環(huán)反響信號。速度N32形成加速度環(huán)反響信號。數(shù)字板US2.315.041DL。微處理器128個字節(jié)的RAM、21個特別功能存放器、4個8位并行口、一個全雙工串行口16位定時器，是一個完整的計算機。程序存貯器〔EPROM〕的擴展8031的片內沒有程序存貯器，必需外接EPROM電路作為程序存貯器。單片EA腳接地，CPUEPROM中的固化程序。由于單片機的P口是分時復用的地址/數(shù)據(jù)總線，因此在進展程序存貯器擴展時，必需利用地址鎖存器將地址信號從地址/數(shù)據(jù)總線中分別出來。通常地址鎖存器使用帶三態(tài)緩沖輸出的74LS573ALE。外部數(shù)據(jù)存貯器的擴展8031單片機內部有128個字節(jié)的RAM存貯器，CPU對內部RAM具有豐富128個字節(jié)數(shù)據(jù)的擴展功能，來擴展外部數(shù)據(jù)存貯器。WR、RD掌握線，而不用psen，所以數(shù)據(jù)存貯器和程序存I/OCINRADWSR-98D技術手冊之天伺分冊 5何擴展的I/O口及外圍設備均占有數(shù)據(jù)存貯器地址。4.1.2.3數(shù)/?！睤/A〕轉換器數(shù)/?！睤/A〕轉換器電路將速度數(shù)字信號及位置誤差數(shù)字信號轉換為模擬電信號。4模/數(shù)〔A/D〕轉換及狀態(tài)檢測與故障定位伺服監(jiān)控要對天線座、PWM功率放大器，電機等部件進展狀態(tài)檢測與故障定位，要定位到最小可更換單元，其間被測對象既有開關量，又有模擬量〔如電壓、速度等。對于開關量，我們選用Intel公司生產(chǎn)的8255A可編程輸入輸出接口芯片，通過編程可以轉變其工作方式，使用敏捷便利，通用性強，是單片機與連接時的中間接口電路。對于模擬量，需要將檢測到的連續(xù)變化的信號，通過模/數(shù)電路轉換成數(shù)字量，然后輸入到微處理器進展處理，將處理后的數(shù)據(jù)匯同開關量的狀態(tài)按要求以Bit的形式上報RDASC信息處理機。 具體故障檢測項如下：2伺服功率放大器制止2伺服功率放大器短路2伺服功率放大器過溫2伺服功率放大器電源2電源過壓2電源欠壓2電機過熱2天線座限位2減速箱液面高度2天線座手輪2方位、俯仰軸鎖定4.1.2.5串行通信接口CINRAD伺服監(jiān)控與RDASC信息處理機，通信接口承受EIARS－232C美國電子工業(yè)協(xié)會正式公布的串行總線標準，承受負規(guī)律：規(guī)律“1”：－5V～－15V規(guī)律“05V～＋15VRS－232CTTL電平連接時，必需進展電平軟換。目前最常用3種電源＋12VCINRAD伺服監(jiān)控對外行接口電路，承受美國MAX公司生產(chǎn)的集成電路產(chǎn)品電源種類。電源板電源板是用來給UD5A，UD5A7 供給低壓直流電壓的，電路圖見US2．932．773DL。U1220VAC308VDC；U2、U3、U4U5308VDC轉換成+28VDC、+5VDC、+15VDC、-15VDC。功率放大單元〔UD5A7〕功率放大單元布局見裝配圖US2.808.032。個用在方位支路，分別用來驅動各自支路的電機，它們受控于來自數(shù)字掌握單元9KW。單元內還有其他一些部件：一個掌握輸入電壓通斷的溝通接觸器；一個整流器；一套掌握電壓泵升的電路。軸角編碼器單元RDC模/數(shù)轉換器、PLD可編程規(guī)律器件以及掌握脈沖組成。其構造框圖如下：RDC旋粗轉激 光磁 變 PLD 端壓 RDC 機器精置位脈沖旋轉變壓器

移位脈沖壓器主要技術參數(shù)如下：極對數(shù)： 1:32激磁頻率 400C/s激磁幅度 26V輸出幅度 11.8V測角精度 10″～15″CINRADCINRADWSR-98D技術手冊之天伺分冊 8旋變激磁信號發(fā)生器組成。其框圖如下：晶體晶體分頻電路選頻電路功率放大4MC400C的方波信號，選頻電路將前極輸出的400C方波信號，轉換為同頻率的正弦波。在功率放大電路中，我們用輸出變壓器來提高激磁信號的幅度，它的作用主要是，隔離前降低前級放大電路輸出信號的幅度，有利于提高信號質量且能削減設備的電源種類。RDC模/數(shù)轉換器RDC大規(guī)模集成電路是旋變信號變換電路，它的作用是將旋轉變壓器，粗精PLD可編程規(guī)律器件的輸入信號。PLD可編程規(guī)律器件PLD可編規(guī)律器件，利用先進的高科學技術和開發(fā)裝置，可敏捷地編程實1:325813位的軸角數(shù)據(jù)；其次由于粗、精通道存在著相位差，因此對組合好的軸角數(shù)據(jù)要進展糾錯處理；第三將并行數(shù)據(jù)變換成串行數(shù)據(jù)，在置位脈沖與移位脈沖信號的掌握13位串行軸角數(shù)據(jù)輸出到光纖電纜上。變壓器單元380VAC69.4VAC輸出，轉換后的電壓送功率放大單元。故障分析與排解CINRAD監(jiān)控臺上顯示的報警信號推斷出有故障的部位，然后能有針對性地進展排解。伺服系統(tǒng)設計制造時有意識地按功能劃分成了假設干個便于修理的可更換單元，這樣當推斷出有故障的部位后，可以很便利地將有問題的單元進展故障排解。下面列出一些故障現(xiàn)象及排解方法：過了使用溫度范圍，極易將電機損壞，這時須將此支路上的功率放大器關斷，不讓電機連續(xù)轉動，使電機的溫度漸漸降下來。看清是哪一個齒輪箱的油位傳感器報的警，然后可上天線座將相應齒輪箱的注油孔翻開，注滿油，故障可排解。功率放大單元〔UD5A7〕面板上的三相指示燈有一個不