CN108375935B - 一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统，通过主控芯片来实现对无刷直流电机速度精确的闭环控制，从而实现对雷达收发机天线转速的控制；以及通过差分过流延时保护电路对电机过流的计时，从而实现对电机是否真正过载的保护。本发明的有益效果是：克服了传统导航雷达收发机伺服系统采用复杂的控制算法，同时增加了对天线是否真正受阻进行延时保护。该系统设计具有原理简单、容易实现和控制精度高等特点，对于提高导航雷达收发机整机伺服控制性能具有重要的意义。

Description

一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统
技术领域
本发明涉及导航雷达领域，特别涉及一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统。
背景技术
船舶导航雷达收发机中的信号通过天线发送出去，其天线旋转性能直接影响雷达收发机信号的发送与接收，然而天线旋转是由电机带动，故对电机转速精确的控制直接影响天线的旋转。
导航雷达收发机安装在室外，时常受到短暂的风吹雨打，给旋转的天线添加阻力，故电机会时常出现短暂的过流现象，因此雷达收发伺服控制系统需要排除该短暂的过流现象。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统，包括MCU单元、主控芯片、MOS管驱动电路、MOS管开关电路、F/V转换电路、差分过流延时保护电路以及无刷直流电机，其中MCU单元输出给定速度电压信号与F/V转换电路形成的电机转速反馈电压信号进行误差放大，通过主控芯片产生6路PWM波信号，这6路PWM波信号通过MOS管驱动电路进行放大后驱动MOS管开关电路，MOS管开关电路产生3路的PWM波信号驱动三相Y型的无刷直流电机，无刷直流电机通过减速器和齿轮来带动雷达收发机的天线旋转，无刷直流电机通过自带的霍尔位置传感器产生位置反馈信号，该位置反馈信号经过F/V转换电路形成脉冲电压信号，再经过低通滤波后形成正比于电机转速反馈的电压信号。
所述差分过流延时保护电路是通过采样电阻采集电机的工作电流进行保护，当工作电流超过设定的保护电流时，延时电路开始工作并计时，当过流的时间到达设定的延时时间时，主控芯片关闭6路PWM波信号的输出，从而实现对电机过流延时的保护。
所述差分过流延时保护电路包括电阻R1～R12、运算放大器A、运算放大器B、电容C1～C3、二极管V1～V3，其中二极管V3为发光二极管；所述电阻R1的一端接地，另一端与电流采样输入一起接入到电阻R2的一端；电阻R2的另一端分两路，一路通过电阻R4与运算放大器A的同相输入端连接，另一路依次通过电阻R3、R5与运算放大器A的反相输入端连接，电容C1的两端分别与电阻R3的两端连接；电容C2与电阻R6并联后，一端接运算放大器A的反相输入端，另一端接运算放大器A的输出端；二极管V1的正极与运算放大器A的输出端连接，二极管V1的负极通过电阻R8与运算放大器B的反相输入端连接；电阻R7的一端接二极管V1的负极、电阻R8连接线的中点，另一端接地；电容C3的一端接电阻R8、运算放大器B的反相输入端连接线的中点，另一端接地；二极管V2的正极通过电阻R11接运算放大器B的同相输入端，二极管V2的负极接运算放大器B的输出端；电阻R9的一端接运算放大器B的同相输入端，另一端接VCC；发光二极管V3的负极接运算放大器B的输出端，发光二极管V3的正极通过电阻R12接VCC。
所述F/V转换电路基于MC33039芯片。
所述主控芯片的型号为MC33035。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明克服了传统导航雷达收发机伺服系统采用复杂的控制算法，同时增加了对天线是否真正受阻进行延时保护。该系统设计具有原理简单、容易实现和控制精度高等特点，对于提高导航雷达收发机整机伺服控制性能具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明所述一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统的结构示意图。
图2是本发明所述差分过流延时保护电路的电路图。
其中，附图标记含义如下：
1-主控芯片、2-MOS管开关电路、3-无刷直流电机。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统，其中，MCU单元输出给定速度电压信号V1与F/V转换电路形成的电机转速反馈电压信号进行误差放大，通过主控芯片MC33035单元产生6路PWM波信号；这6路PWM波信号通过MOS管驱动电路进行放大后驱动MOS管开关电路，MOS管开关电路产生3路的PWM波信号驱动三相Y型的无刷直流电机；无刷直流电机通过减速器和齿轮来带动雷达收发机的天线旋转；无刷直流电机通过自带的霍尔位置传感器产生位置反馈信号，该位置反馈信号经过F/V转换电路形成脉冲电压信号，再经过低通滤波后形成正比于电机转速反馈的电压信号。
例如当天线受到阻力增大时，则霍尔位置传感器产生位置反馈脉冲信号频率减小，经过F/V转换电路和低通滤波器后形成正比于电机转速反馈的电压信号也减小，则经过主控芯片MC33035单元中的误差放大器和PWM比较器后，产生6路PWM波信号的脉宽和频率都增大，从而增大电机的供电电流，实现电机转速的闭环控制。
如图2所示，当天线受到阻力增大时，则流过采用电阻R1的电流增大，当采样电流增大到设定的保护值时，则启动计时器，通过C3、R7、R8设定延时时间T(s)，当时间到达T(s)时，通过比较器产生一个低电平给主控芯片MC33035单元利用，从而主控芯片MC33035单元关闭PWM波的输出，实现对电机的过流延时保护。
图2中，外部电源为DC48V，DC/DC降压单元将电压从48V降低到12V。
如图2，所述差分过流延时保护电路包括电阻R1～R12、运算放大器A、运算放大器B、电容C1～C3、二极管V1～V3，其中二极管V3为发光二极管；所述电阻R1的一端接地，另一端与电流采样输入一起接入到电阻R2的一端；电阻R2的另一端分两路，一路通过电阻R4与运算放大器A的同相输入端连接，另一路依次通过电阻R3、R5与运算放大器A的反相输入端连接，电容C1的两端分别与电阻R3的两端连接；电容C2与电阻R6并联后，一端接运算放大器A的反相输入端，另一端接运算放大器A的输出端；二极管V1的正极与运算放大器A的输出端连接，二极管V1的负极通过电阻R8与运算放大器B的反相输入端连接；电阻R7的一端接二极管V1的负极、电阻R8连接线的中点，另一端接地；电容C3的一端接电阻R8、运算放大器B的反相输入端连接线的中点，另一端接地；二极管V2的正极通过电阻R11接运算放大器B的同相输入端，二极管V2的负极接运算放大器B的输出端；电阻R9的一端接运算放大器B的同相输入端，另一端接VCC；发光二极管V3的负极接运算放大器B的输出端，发光二极管V3的正极通过电阻R12接VCC。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统，其特征在于：包括MCU单元、主控芯片、MOS管驱动电路、MOS管开关电路、F/V转换电路、差分过流延时保护电路以及无刷直流电机，其中MCU单元输出给定速度电压信号与F/V转换电路形成的电机转速反馈电压信号进行误差放大，通过主控芯片产生6路PWM波信号，这6路PWM波信号通过MOS管驱动电路进行放大后驱动MOS管开关电路，MOS管开关电路产生3路的PWM波信号驱动三相Y型的无刷直流电机，无刷直流电机通过减速器和齿轮来带动雷达收发机的天线旋转，无刷直流电机通过自带的霍尔位置传感器产生位置反馈信号，该位置反馈信号经过F/V转换电路形成脉冲电压信号，再经过低通滤波后形成正比于电机转速反馈的电压信号；
所述差分过流延时保护电路包括电阻R1～R12、运算放大器A、运算放大器B、电容C1～C3、二极管V1～V3，其中二极管V3为发光二极管；所述电阻R1的一端接地，另一端与电流采样输入一起接入到电阻R2的一端；电阻R2的另一端分两路，一路通过电阻R4与运算放大器A的同相输入端连接，另一路依次通过电阻R3、R5与运算放大器A的反相输入端连接，电容C1的两端分别与电阻R3的两端连接；电容C2与电阻R6并联后，一端接运算放大器A的反相输入端，另一端接运算放大器A的输出端；二极管V1的正极与运算放大器A的输出端连接，二极管V1的负极通过电阻R8与运算放大器B的反相输入端连接；电阻R7的一端接二极管V1的负极、电阻R8连接线的中点，另一端接地；电容C3的一端接电阻R8、运算放大器B的反相输入端连接线的中点，另一端接地；二极管V2的正极通过电阻R11接运算放大器B的同相输入端，二极管V2的负极接运算放大器B的输出端；电阻R9的一端接运算放大器B的同相输入端，另一端接VCC；发光二极管V3的负极接运算放大器B的输出端，发光二极管V3的正极通过电阻R12接VCC。
2.根据权利要求1所述具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统，其特征在于：所述差分过流延时保护电路是通过采样电阻采集电机的工作电流进行保护，当工作电流超过设定的保护电流时，延时电路开始工作并计时，当过流的时间到达设定的延时时间时，主控芯片关闭6路PWM波信号的输出，从而实现对电机过流延时的保护。
3.根据权利要求1所述具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统，其特征在于：所述F/V转换电路基于MC33039芯片。
4.根据权利要求1所述具有过流延时保护的导航雷达收发机伺服控制系统，其特征在于：所述主控芯片的型号为MC33035。
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