CN114488955A - 一种多轴驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多轴驱动控制装置包括至少两个转轴、电机、驱动单元、驱动控制单元和监控计算机；驱动控制单元包括驱动控制卡和与驱动控制卡电连接的显控组合、驱动控制子单元，驱动控制卡与监控计算机远程连接，驱动控制卡与转轴、驱动单元均电连接，驱动控制子单元与转轴、驱动单元的数量相同。本发明分别通过轴角解码模块获得每个转轴的实时角位置信息，按照四个转轴相对坐标位置关系，依据控制算法，能够产生对应的拓扑指向，实现多个转轴的联动控制，同时也能实现对四个转轴的独立控制；采用双电机消隙控制策略，提高控制精度，使用方便，连线简单，适用于高精度、高集成要求的天线伺服系统中。

Description

一种多轴驱动控制装置
技术领域
本发明涉及电学技术领域，具体涉及一种多轴驱动控制装置。
背景技术
针对不同的大负载、大惯量应用背景，往往存在多类型转台机构，驱动负载单轴运转、双轴运转、三轴联动运转或者四轴联动运转。
在抛物面天线遥感测控领域，天线绕方位俯仰两轴转动，伺服系统是其中重要的组成部分，其主要作用是当目标进入视线范围内时，使接收天线自动搜索并捕获目标，以一定的跟踪精度连续跟踪目标，使目标始终处于主波束的中心线附近，从而以最大接收增益可靠地连续接收遥测信号。特别是当出现故障，目标偏离预定飞行轨道时，天线伺服系统能在较大空域范围内搜索捕获目标并进行跟踪，获得重要的遥测数据以判断故障。在遥测跟踪设备中，数字伺服系统的优越性已经日益明显。
随着天线口径的增大，对天线伺服系统控制精度的要求也变得越来越高，同时负载转矩、负载惯量的增大，带来了大功率驱动控制难题，针对4米～10米口径天线，驱动方式也不尽相同。而对于天线的使用除了进行方位俯仰运转的需求，还存在针对不同仰角跟踪目标任务需求及机动运输需求而带来的多轴驱动控制，此类任务中对天线的伺服控制往往不止存在方位和俯仰两轴驱动控制，还存在第三轴甚至第四轴的驱动控制任务。目前缺乏一种便利性强，系列化、通用化的伺服驱动控制方案。
发明内容
本发明是为了解决多轴驱动问题，提供一种多轴驱动控制装置，分别通过轴角解码模块获得每个转轴的实时角位置信息，按照四个转轴相对坐标位置关系，依据控制算法，能够产生对应的拓扑指向，实现多个转轴的联动控制，同时也能实现对四个转轴的独立控制；采用双电机消隙控制策略，提高控制精度，该驱动控制装置可应用于单轴运动、双轴运动、三轴运动、四轴运动驱动控制系统，使用方便，连线简单，适用于高精度、高集成要求的天线伺服系统中。
本发明提供一种多轴驱动控制装置，包括至少两个转轴，与转轴连接的电机，与电机电连接的驱动单元，与转轴、驱动单元均电连接的驱动控制单元和与驱动控制单元远程连接的监控计算机；
驱动单元包括ACDC电源模块和与ACDC电源模块电连接的交流伺服驱动器，交流伺服驱动器与电机电连接；
驱动控制单元包括驱动控制卡和与驱动控制卡电连接的显控组合、驱动控制子单元，驱动控制卡与监控计算机远程连接，驱动控制卡与转轴、电机、驱动单元均电连接，驱动控制子单元与转轴、驱动单元的数量相同；
驱动控制子单元包括与驱动控制卡电连接的轴角解码模块、上电继电器、制动继电器和与上电继电器电连接的接触器，轴角解码模块和转轴电连接，接触器与交流伺服驱动器电连接，制动继电器与电机电连接，上电继电器用于吸合后为接触器提供动作电压；
驱动控制卡用于接收显控组合或者监控计算机发送的控制命令并生成驱动控制命令控制转轴运转，显控组合发送的控制命令为分控控制命令，分控控制命令用于对每个转轴进行独立控制；监控计算机发送的控制命令为本控控制命令，本控控制命令用于对每个转轴进行联动控制，驱动控制卡接收本控控制命令时分控控制命令失效；
轴角解码模块用于得到每个转轴的实时角位置信息并通过驱动控制卡反馈至监控计算机，监控计算机用于使用控制算法产生每个转轴对应的拓扑指向生成本控控制命令。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，每个驱动单元中的交流伺服驱动器的数量为2个、分别为主控驱动器和被控驱动器，每个转轴电连接的电机的数量为2个；
驱动控制卡使用双电机消隙控制策略，双电机消隙控制策略为：主控驱动器接收驱动控制卡发送的运行控制命令进行双电机消隙策略运算，驱动一台电机运转同时将驱动命令发送至被控驱动器驱动另外一台电机运转。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，转轴、驱动单元和驱动控制子单元的数量为4个，驱动控制卡的数量为2个，每个驱动控制卡与2个驱动控制子单元电连接。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，4个转轴分别为俯仰轴、方位轴、倾斜轴和倒伏轴，俯仰轴和方位轴用于在天线系统跟踪目标时带动天线在本地极坐标系下指向目标，倾斜轴用于在倾斜水平面内支撑俯仰轴和方位轴运转以进行目标过顶时的辅助目标指向，倒伏轴用于支撑俯仰轴、方位轴和倾斜轴以使多轴驱动控制装置竖起或卧倒。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，驱动控制命令包括上电控制命令和运行控制命令。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，驱动控制卡通过接口控制卡接收显控组合发送的分控控制命令；
分控控制命令包括转速控制旋钮信息、电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息、轴工作/安全按键信息和轴本控/分控按键信息。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，轴工作/安全按键信息和轴本控/分控按键信息分别为4个转轴的信息；
电机使能按键信息包括每个转轴连接的2个电机的使能按键信息。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，接口控制卡还用于驱动显控组合显示实时工作状态信息；
实时工作状态信息包括实时转速信息，实时电流信息，供电电源状态信息，驱动控制单元与监控计算机的通信状态信息，驱动控制单元与每个驱动单元的通信状态信息和每个述转轴运转的顺限位状态信息、逆限位状态信息、运行状态信息、故障状态信息。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，实时转速信息和实时电流信息使用LED屏显示，驱动控制单元与监控计算机的通信状态信息、驱动控制单元与每个驱动单元的通信状态信息和每个转轴运转的顺限位状态信息、逆限位状态信息、运行状态信息、故障状态信息均使用发光二极管显示。
本发明所述的一种多轴驱动控制装置，作为优选方式，驱动控制单元内设置ACDC电源模块。
本发明控制装置既能够实现对四个转轴的独立控制，又能够实现对四个转轴的联动控制。分别通过轴角解码模块获得每个转轴的实时角位置信息，按照四个转轴相对坐标位置关系，依据控制算法，能够产生对应的拓扑指向。驱动控制卡采集到分控按键信息，进入分控模式，驱动控制卡自动产生上电控制命令，驱动控制卡采集电机使能按键信息、电机使能按键信息产生使能控制命令，驱动控制卡采集转速控制旋钮信息、正传/反转/停止按键信息产生转速控制命令，驱动控制卡采集消隙/独立按键信息控制两台交流驱动器是否采用双电机消隙控制策略。驱动控制卡采集到本控按键信息，进入本控模式，监控计算机发送上电控制命令、使能控制命令、转速控制命令。
本发明采用双电机消隙控制策略时，驱动单元中交流驱动器作为主控驱动器，交流驱动器接收驱动控制单元中驱动控制卡发送的运行控制命令，进行双电机消隙策略运算，驱动一台电机运转同时将驱动命令发送至交流驱动器驱动另外一台电机运转。
本发明驱动控制单元中驱动控制卡和驱动控制卡硬件完全一致，驱动单元中交流驱动器、交流驱动器硬件完全一致，具备互换性，可通过软件配置功能。
本发明具有以下优点：
(1)采用驱动控制单元作为主控装置，采用驱动单元作为动力驱动装置，部件功能清晰，连线方便，便于操作使用。
(2)本发明能够支持四轴高精度驱动控制，在适用于天线的方位俯仰双轴驱动控制的基础上，还能够支持倒伏轴、倾斜轴驱动控制，可依据不同的任务需求进行配置，通用性强。
(3)本发明应用于四轴天线系统时，能够通过四轴联动分别实现天线的高收纳比设计方案、过顶跟踪设计方案，极大提高了系统的通用性、适用性。
(4)该发明实现了多轴运动驱动控制装置的数字化、模块化设计，其驱动控制卡、交流伺服驱动器均为模块级产品，极大降低了系统平均故障修复时间。
附图说明
图1为一种多轴驱动控制装置原理框图；
图2为一种多轴驱动控制装置四轴驱动原理框图；
图3为一种多轴驱动控制装置显控组合示意图。
附图标记：
1、转轴；2、电机；3、驱动单元；31、ACDC电源模块；32、交流伺服驱动器；321、主控驱动器；322、被控驱动器；4、驱动控制单元；41、驱动控制卡；42、显控组合；43、驱动控制子单元；431、轴角解码模块；432、上电继电器；433、制动继电器；434、接触器；5、监控计算机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1-2所示，一种多轴驱动控制装置，包括至少两个转轴1，与转轴1连接的电机2，与电机2电连接的驱动单元3，与转轴1、电机2、驱动单元3均电连接的驱动控制单元4和与驱动控制单元4远程连接的监控计算机5；
驱动单元3包括ACDC电源模块31和与ACDC电源模块31电连接的交流伺服驱动器32，交流伺服驱动器32与电机2电连接；
驱动控制单元4包括驱动控制卡41和与驱动控制卡41电连接的显控组合42、驱动控制子单元43，驱动控制卡41与监控计算机5远程连接，驱动控制卡41与转轴1、驱动单元3均电连接，驱动控制子单元43与转轴1、驱动单元3的数量相同；
驱动控制子单元43包括与驱动控制卡41电连接的轴角解码模块431、上电继电器432、制动继电器433和与上电继电器432电连接的接触器434，轴角解码模块431和转轴1电连接，接触器434与交流伺服驱动器32电连接，制动继电器433与电机2电连接，上电继电器432用于吸合后为接触器434提供动作电压；
驱动控制卡41用于接收显控组合42或者监控计算机5发送的控制命令并生成驱动控制命令控制转轴1运转，显控组合42发送的控制命令为分控控制命令，分控控制命令用于对每个转轴1进行独立控制；监控计算机5发送的控制命令为本控控制命令，本控控制命令用于对每个转轴1进行联动控制，驱动控制卡41接收本控控制命令时分控控制命令失效；
轴角解码模块431用于得到每个转轴1的实时角位置信息并通过驱动控制卡41反馈至监控计算机5，监控计算机5用于使用控制算法产生每个转轴1对应的拓扑指向生成本控控制命令；
每个驱动单元3中的交流伺服驱动器32的数量为2个、分别为主控驱动器321和被控驱动器322，每个转轴1电连接的电机2的数量为2个；
驱动控制卡41使用双电机消隙控制策略，双电机消隙控制策略为：主控驱动器321接收驱动控制卡41发送的运行控制命令进行双电机消隙策略运算，驱动一台电机2运转同时将驱动命令发送至被控驱动器322驱动另外一台电机2运转；
转轴1、驱动单元3和驱动控制子单元43的数量为4个，驱动控制卡41的数量为2个，每个驱动控制卡41与2个驱动控制子单元43电连接；
4个转轴1分别为俯仰轴、方位轴、倾斜轴和倒伏轴，俯仰轴和方位轴用于在天线系统跟踪目标时带动天线在本地极坐标系下指向目标，倾斜轴用于在倾斜水平面内支撑俯仰轴和方位轴运转以进行目标过顶时的辅助目标指向，倒伏轴用于支撑俯仰轴、方位轴和倾斜轴以使多轴驱动控制装置竖起或卧倒；
驱动控制命令包括上电控制命令和运行控制命令；
如图3所示，驱动控制卡41通过接口控制卡接收显控组合42发送的分控控制命令；
分控控制命令包括转速控制旋钮信息、电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息、轴工作/安全按键信息和轴本控/分控按键信息；
轴工作/安全按键信息和轴本控/分控按键信息分别为4个转轴1的信息；
电机使能按键信息包括每个转轴1连接的2个电机2的使能按键信息；
接口控制卡还用于驱动显控组合42显示实时工作状态信息；
实时工作状态信息包括实时转速信息，实时电流信息，供电电源状态信息，驱动控制单元4与监控计算机5的通信状态信息，驱动控制单元4与每个驱动单元3的通信状态信息和每个述转轴1运转的顺限位状态信息、逆限位状态信息、运行状态信息、故障状态信息；
实时转速信息和实时电流信息使用LED屏显示，驱动控制单元4与监控计算机5的通信状态信息、驱动控制单元4与每个驱动单元3的通信状态信息和每个转轴1运转的顺限位状态信息、逆限位状态信息、运行状态信息、故障状态信息均使用发光二极管显示；
驱动控制单元4内设置ACDC电源模块。
实施例2
如图1、图2所示，本发明的一种多轴驱动控制装置，包括转轴1、电机2、驱动单元3、驱动控制单元4和监控计算机5。
驱动控制单元4包括2个驱动控制卡41、接口控制卡、ACDC电源模块31、8个接触器434、4个上电继电器432、4个制动继电器433、4个轴角解码模块431、显控组合42。
驱动单元3包括ACDC电源模块31、2个交流伺服驱动器32。
一台驱动单元3可通过两台交流伺服驱动器32驱动两台电机2通过双电机消隙控制策略实现对一个转轴1的驱动，一台驱动控制单元4可控制四台驱动单元3，实现对天线运转四个转轴1的驱动控制。
驱动控制卡41作为驱动控制单元4的主控核心，通过接收接口控制卡采集的显控组合42状态或者监控计算机5发送的控制命令，对天线运转的每个转轴1生成驱动控制命令(如上电控制命令、运行控制命令)。
接口控制卡采集的显控组合42状态主要包括转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息、第一轴工作/安全按键信息、第一轴本控/分控按键信息、第二轴工作/安全按键信息、第二轴本控/分控按键信息、第三轴工作/安全按键信息、第三轴本控/分控按键信息、第四轴工作/安全按键信息、第四轴本控/分控按键信息。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第一轴分控按键信息、第二轴本控按键信息、第三轴本控按键信息、第四轴本控按键信息时，驱动控制卡41判定对第一轴实施分控模式控制，操作人员可通过转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息控制第一轴运转。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第一轴本控按键信息时，驱动控制卡41判断对第一轴实施本控模式控制，驱动控制卡41接收监控计算机5第一轴控制命令控制第一轴运转，显控组合42上采集的转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息对第一轴运行控制为无效信息。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第二轴分控按键信息、第一轴本控按键信息、第三轴本控按键信息、第四轴本控按键信息时，驱动控制卡41判断对第二轴实施分控模式控制，操作人员可通过转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息控制第二轴运转。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第二轴本控按键信息时，驱动控制卡41判断对第二轴实施本控模式控制，驱动控制卡41接收监控计算机5第二轴控制命令控制第二轴运转，显控组合42上采集的转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息对第二轴运行控制为无效信息。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第三轴分控按键信息、第一轴本控按键信息、第二轴本控按键信息、第四轴本控按键信息时，驱动控制卡41判断对第三轴实施分控模式控制，操作人员可通过转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息控制第三轴运转。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第三轴本控按键信息时，驱动控制卡41判断对第三轴实施本控模式控制，驱动控制卡41接收监控计算机5第三轴控制命令控制第三轴运转，显控组合42上采集的转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息对第三轴运行控制为无效信息。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第四轴分控按键信息、第一轴本控按键信息、第二轴本控按键信息、第三轴本控按键信息时，驱动控制卡41判断对第四轴实施分控模式控制，操作人员可通过转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息控制第四轴运转。
驱动控制卡41采集到的显控组合42状态为第四轴本控按键信息时，驱动控制卡41判断对第四轴实施本控模式控制，驱动控制卡41接收监控计算机5第四轴控制命令控制第四轴运转，显控组合42上采集的转速控制旋钮信息、第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息对第四轴运行控制为无效信息。
驱动控制卡41依据第一轴控制命令、第二轴控制命令能够控制两台驱动单元3实现对天线运转两个转轴1的驱动控制。
驱动控制卡41发送第一轴上电控制命令，控制第一上电继电器432吸合动作，第一上电继电器432吸合后能够同时为第一接触器434线圈、第二接触器434线圈提供动作电压，分别控制第一接触器434主触点、第二接触器434主触点吸合动作。从而控制AC380V三相交流电源从第一接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第一轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源；控制AC380V三相交流电源从第二接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第一轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源。
驱动控制卡41发送第一轴运行控制命令(如使能控制命令、转速控制命令)，通过RS422串口将第一轴运行控制命令发送至第一轴驱动单元3中交流伺服驱动器32，由第一轴驱动单元3交流驱动器通过双电机消隙控制策略驱动第一轴第一电机2和第一轴第二电机2运转。
驱动控制卡41发送第二轴上电控制命令，控制第三上电继电器432吸合动作，第四上电继电器432吸合后能够同时为第三接触器434线圈、第四接触器434线圈提供动作电压，分别控制第三接触器434主触点、第四接触器434主触点吸合动作。从而控制AC380V三相交流电源从第三接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第二轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源；控制AC380V三相交流电源从第四接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第二轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源。
驱动控制卡41发送第二轴运行控制命令(如使能控制命令、转速控制命令)，通过RS422串口将第二轴运行控制命令发送至第二轴驱动单元3中交流伺服驱动器32，由第二轴驱动单元3交流驱动器通过双电机消隙控制策略驱动第二轴第一电机2和第二轴第二电机2运转。
驱动控制卡41接收来自驱动控制卡41的第三轴控制命令、第四轴控制命令，能够控制两台驱动单元3实现对天线运转两个转轴1的驱动控制。
驱动控制卡41发送第三轴上电控制命令，控制上电继电器432吸合动作，上电继电器432吸合后能够同时为第五接触器434线圈、第六接触器434线圈提供动作电压，分别控制第五接触器434主触点、第六接触器434主触点吸合动作。从而控制AC380V三相交流电源从第五接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第三轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源；控制AC380V三相交流电源从第六接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第三轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源。
驱动控制卡41发送第三轴运行控制命令(如使能控制命令、转速控制命令)，通过RS422串口将第三轴运行控制命令发送至第三轴驱动单元3中交流伺服驱动器32，由第三轴驱动单元3交流驱动器通过双电机消隙控制策略驱动第三轴第一电机2和第三轴第二电机2运转。
驱动控制卡41发送第四轴上电控制命令，控制上电继电器432吸合动作，上电继电器432吸合后能够同时为第七接触器434线圈、第八接触器434线圈提供动作电压，分别控制第七接触器434主触点、第八接触器434主触点吸合动作。从而控制AC380V三相交流电源从第七接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第四轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源；控制AC380V三相交流电源从第八接触器434主触点A侧输出至主触点B侧，为第四轴驱动单元3中交流伺服驱动器32提供动力电源。
驱动控制卡41发送第四轴运行控制命令(如使能控制命令、转速控制命令)，通过RS422串口将第四轴运行控制命令发送至第四轴驱动单元3中交流伺服驱动器32，由第四轴驱动单元3交流驱动器通过双电机消隙控制策略驱动第四轴第一电机2和第四轴第二电机2运转。
驱动控制单元4中驱动控制卡41和驱动控制卡41硬件完全一致，驱动单元3中交流驱动器、交流驱动器硬件完全一致，具备互换性，可通过软件配置功能。
驱动控制卡41采集到分控按键信息，进入分控模式，驱动控制卡41自动产生上电控制命令，驱动控制卡41采集第一电机使能按键信息、第二电机使能按键信息产生使能控制命令，驱动控制卡41采集转速控制旋钮信息、正传/反转/停止按键信息产生转速控制命令，驱动控制卡41采集消隙/独立按键信息控制两台交流驱动器是否采用双电机消隙控制策略。驱动控制卡41采集到本控按键信息，进入本控模式，监控计算机5发送上电控制命令、使能控制命令、转速控制命令。
如图3所示，接口控制卡还能够用于驱动显控组合42实时显示工作状态信息，驱动控制卡41将实时工作状态信息发送至显示控制卡，显示控制卡驱动显控组合42LED屏显示实时转速信息，驱动显控组合42LED屏显示实时电流信息，驱动显示控制组合上的发光二极管显示供电电源状态信息，驱动显示控制组合42上的发光二极管显示驱动控制单元4与监控计算机5通信状态信息，驱动显示控制组合上的发光二极管分别显示驱动控制单元4与第一轴驱动单元3、第二轴驱动单元3、第三轴驱动单元3、第四轴驱动单元3通信状态信息，驱动显示控制组合上的发光二极管显示第一轴运转的顺限位状态、逆限位状态、运行状态、故障状态，驱动显示控制组合上的发光二极管显示第二轴运转的上限位状态、下限位状态、运行状态、故障状态，驱动显示控制组合上的发光二极管显示第一轴运转的顺限位状态、逆限位状态、运行状态、故障状态，驱动显示控制组合上的发光二极管显示第一轴运转的上限位状态、下限位状态、运行状态、故障状态。
实施例1-2的使用方法为：
采用双电机消隙控制策略时，驱动单元3中第一交流驱动器321作为主控驱动器，第一交流驱动器321接收驱动控制单元4中驱动控制卡41发送的运行控制命令，进行双电机消隙策略运算，驱动一台电机2运转同时将驱动命令发送至第二交流驱动器322驱动另外一台电机2运转。
控制装置既能够实现对四个转轴1的独立控制，又能够实现对四个转轴1的联动控制。分别通过轴角解码模块431获得每个转轴1的实时角位置信息，按照四个转轴1相对坐标位置关系，依据控制算法，能够产生对应的拓扑指向。以方位-俯仰-倾斜-倒伏天线指向系统为例，第一轴为俯仰轴，第二轴为方位轴，第三轴为倾斜轴，第四轴为倒伏轴。天线系统跟踪目标时，第一轴第二轴用于带动天线在本地极坐标系下指向目标，第三轴在倾斜水平面内支撑第一轴和第二轴运转，实现目标过顶时辅助目标指向，第四轴支撑第一轴、第二轴、第三轴，用于实现整个系统的竖起和卧倒，本发明能够依据控制算法分别实现三种工况下的联动指向效果：起卧联动、跟踪联动、过顶联动。起卧联动包括：竖起动作和卧倒动作，两个动作互为逆过程，下面以竖起动作为例介绍。天线竖起时，第四轴工作，带动第一轴、第二轴、第三轴动作，通过控制算法控制第一轴跟随第四轴的动作而动作，保持整个天线系统整体长度不超过固定尺寸。跟踪联动，为天线竖起后，第三轴、第四轴固定不动，通过第一轴、第二轴带动天线指向目标。过顶联动，当目标仰角相对于水平面过高时，如大于85°，第三轴开始动作，通过控制算法，第一轴、第二轴、第三轴联动，第四轴不懂，带动天线指向目标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多轴驱动控制装置，其特征在于：包括至少两个转轴(1)，与所述转轴(1)连接的电机(2)，与所述电机(2)电连接的驱动单元(3)，与所述转轴(1)、所述电机(2)、所述驱动单元(3)均电连接的驱动控制单元(4)和与所述驱动控制单元(4)远程连接的监控计算机(5)；
所述驱动单元(3)包括ACDC电源模块(31)和与所述ACDC电源模块(31)电连接的交流伺服驱动器(32)，所述交流伺服驱动器(32)与所述电机(2)电连接；
所述驱动控制单元(4)包括驱动控制卡(41)和与所述驱动控制卡(41)电连接的显控组合(42)、驱动控制子单元(43)，所述驱动控制卡(41)与所述监控计算机(5)远程连接，所述驱动控制卡(41)与所述转轴(1)、所述驱动单元(3)均电连接，所述驱动控制子单元(43)与所述转轴(1)、所述驱动单元(3)的数量相同；
所述驱动控制子单元(43)包括与所述驱动控制卡(41)电连接的轴角解码模块(431)、上电继电器(432)、制动继电器(433)和与所述上电继电器(432)电连接的接触器(434)，所述轴角解码模块(431)和所述转轴(1)电连接，所述接触器(434)与所述交流伺服驱动器(32)电连接，所述制动继电器(433)与所述电机(2)电连接，所述上电继电器(432)用于吸合后为所述接触器(434)提供动作电压；
所述驱动控制卡(41)用于接收所述显控组合(42)或者所述监控计算机(5)发送的控制命令并生成驱动控制命令控制所述转轴(1)运转，所述显控组合(42)发送的控制命令为分控控制命令，所述分控控制命令用于对每个所述转轴(1)进行独立控制；所述监控计算机(5)发送的控制命令为本控控制命令，所述本控控制命令用于对每个所述转轴(1)进行联动控制，所述驱动控制卡(41)接收所述本控控制命令时所述分控控制命令失效；
所述轴角解码模块(431)用于得到每个所述转轴(1)的实时角位置信息并通过所述驱动控制卡(41)反馈至所述监控计算机(5)，所述监控计算机(5)用于使用控制算法产生每个所述转轴(1)对应的拓扑指向生成所述本控控制命令。
2.根据权利要求1所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：每个所述驱动单元(3)中的所述交流伺服驱动器(32)的数量为2个、分别为主控驱动器(321)和被控驱动器(322)，每个所述转轴(1)电连接的所述电机(2)的数量为2个；
所述驱动控制卡(41)使用双电机消隙控制策略，所述双电机消隙控制策略为：所述主控驱动器(321)接收所述驱动控制卡(41)发送的运行控制命令进行双电机消隙策略运算，驱动一台所述电机(2)运转同时将驱动命令发送至所述被控驱动器(322)驱动另外一台所述电机(2)运转。
3.根据权利要求1所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：所述转轴(1)、所述驱动单元(3)和所述驱动控制子单元(43)的数量为4个，所述驱动控制卡(41)的数量为2个，每个所述驱动控制卡(41)与2个所述驱动控制子单元(43)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：4个所述转轴(1)分别为俯仰轴、方位轴、倾斜轴和倒伏轴，所述俯仰轴和所述方位轴用于在天线系统跟踪目标时带动天线在本地极坐标系下指向目标，所述倾斜轴用于在倾斜水平面内支撑所述俯仰轴和所述方位轴运转以进行目标过顶时的辅助目标指向，所述倒伏轴用于支撑所述俯仰轴、所述方位轴和所述倾斜轴以使多轴驱动控制装置竖起或卧倒。
5.根据权利要求1所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：所述驱动控制命令包括上电控制命令和运行控制命令。
6.根据权利要求1所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：所述驱动控制卡(41)通过接口控制卡接收所述显控组合(42)发送的所述分控控制命令；
所述分控控制命令包括转速控制旋钮信息、电机使能按键信息、正传/反转/停止按键信息、消隙/独立按键信息、轴工作/安全按键信息和轴本控/分控按键信息。
7.根据权利要求6所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：所述轴工作/安全按键信息和所述轴本控/分控按键信息分别为4个所述转轴(1)的信息；
所述电机使能按键信息包括每个所述转轴(1)连接的2个所述电机(2)的使能按键信息。
8.根据权利要求6所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：所述接口控制卡还用于驱动所述显控组合(42)显示实时工作状态信息；
所述实时工作状态信息包括实时转速信息，实时电流信息，供电电源状态信息，所述驱动控制单元(4)与所述监控计算机(5)的通信状态信息，所述驱动控制单元(4)与每个所述驱动单元(3)的通信状态信息和每个所述述转轴(1)运转的顺限位状态信息、逆限位状态信息、运行状态信息、故障状态信息。
9.根据权利要求8所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：所述实时转速信息和所述实时电流信息使用LED屏显示，所述驱动控制单元(4)与所述监控计算机(5)的通信状态信息、所述驱动控制单元(4)与每个所述驱动单元(3)的通信状态信息和每个所述转轴(1)运转的所述顺限位状态信息、所述逆限位状态信息、所述运行状态信息、所述故障状态信息均使用发光二极管显示。
10.根据权利要求1所述的一种多轴驱动控制装置，其特征在于：所述驱动控制单元(4)内设置ACDC电源模块。
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