基于CAN總線和PCC的多電機(jī)消隙天線控制系統(tǒng)

作者：時(shí)間：2012-10-24 來源：網(wǎng)絡(luò)

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多電機(jī)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(jī)界面HMI，采用BR的PP320觸摸屏）通過內(nèi)部IMA與多電機(jī)控制器（PCC的中央處理器模塊CP476）之間進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)速度指令、狀態(tài)控制和狀態(tài)信息等遠(yuǎn)控操作。四臺(tái)直流驅(qū)動(dòng)器通過CAN總線組網(wǎng)控制，通過SSI讀取轉(zhuǎn)臺(tái)的位置信號(hào)；天線控制系統(tǒng)的控保電路的信號(hào)采集等都是由多電機(jī)控制器（CP476）通過其I/O點(diǎn)（DM465數(shù)字量I/O模塊）實(shí)現(xiàn)的。這種方案不僅實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字控制，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、接口清晰、可靠性高?？梢钥闯龆嚯姍C(jī)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(duì)于四臺(tái)電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)控制一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)來說，要實(shí)現(xiàn)齒輪消隙，其中兩臺(tái)要作為速度控制模式工作，作為消隙驅(qū)動(dòng)的主電動(dòng)機(jī)，提供與天線轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩。另外兩臺(tái)要作為力矩控制模式工作，作為消隙驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)電機(jī)，為消隙機(jī)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(jī)控制器（CP476），多電機(jī)控制器（CP476）通過CAN總線分別對(duì)四臺(tái)直流調(diào)速器（歐陸）實(shí)現(xiàn)速度控制和力矩控制的切換，以實(shí)現(xiàn)對(duì)天線轉(zhuǎn)臺(tái)的無間隙傳動(dòng)。如圖2所示。

圖2 四臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的控制原理

當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)定電機(jī)1和3為速度控制工作模式，電機(jī)2和4為電流控制工作模式。電機(jī)1和3為主動(dòng)電機(jī)，電機(jī)2和4為從動(dòng)電機(jī)。M1、M2、M3、M4分別代表電機(jī)1、電機(jī)2、電機(jī)3、電機(jī)4的力矩。則提供的總力矩M=(M1+M3-M2-M4)。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則情況正好相反，電機(jī)2和4為速度控制工作模式，電機(jī)1和3為電流控制工作模式。電機(jī)2和4為主動(dòng)電機(jī)，電機(jī)1和3為從動(dòng)電機(jī)。提供的總力矩為M=(M2+M4-M1-M3)。
對(duì)于兩臺(tái)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(dòng)電機(jī)相反的力矩，保持一定的張緊力。
對(duì)于兩臺(tái)作速度控制模式工作的直流調(diào)速器，多電機(jī)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(jī)反饋速度比較運(yùn)算后的偏差送入直流驅(qū)動(dòng)器的速度環(huán)，通過力矩偏置，輸出電流信號(hào)送給電流環(huán)，經(jīng)過PID運(yùn)算后，把電流信號(hào)送給電機(jī)電樞。從而既實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)臺(tái)電動(dòng)機(jī)的速度和電流閉環(huán)控制，又實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)臺(tái)消隙。系統(tǒng)控制原理框圖如圖3所示。