多天線方位協(xié)同伺服控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱協(xié)同系統(tǒng)),是基于CAN和光纖網(wǎng)絡(luò)搭建系統(tǒng)的,它由多臺(tái)PCC控制器和監(jiān)控觸摸屏構(gòu)成,可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)雷達(dá)天線的方位角度以同步跟蹤等模式協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn),保證多臺(tái)雷達(dá)最大效率地覆蓋目標(biāo)空域,海域工作。
協(xié)同系統(tǒng)的硬件及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示:
為了實(shí)現(xiàn)各部雷達(dá)天線的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn),本系統(tǒng)設(shè)置了一臺(tái)協(xié)同主站PCC,同時(shí)為每臺(tái)天線配置了一套天線控制PCC,為了便于實(shí)時(shí)監(jiān)控和人機(jī)對(duì)話,每臺(tái)PCC均設(shè)置了一套觸摸屏界面,用于實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài),并可從主站PCC及其觸摸屏上下達(dá)協(xié)同指令,系統(tǒng)工作模式包括如下幾種:
1) 同步模式:指定任意一臺(tái)天線作為基準(zhǔn)參照,其他天線保持與之方位同步運(yùn)轉(zhuǎn);
2) 順序模式:制定任意一臺(tái)天線作為基準(zhǔn)參照,其他天線按照等方位夾角間距,成“隊(duì)列式”運(yùn)轉(zhuǎn);
3) 微動(dòng)指向模式:制定任意一臺(tái)天線以當(dāng)前方位出發(fā),做微動(dòng)定位控制。
每臺(tái)雷達(dá)天線的伺服系統(tǒng)配置有一套天線控制PCC,用于完成天線方位角度的采集和遙、本控,考慮到不同雷達(dá)天線原有的伺服部分變頻器的差異性,我們采用了最通用的PCC模擬電壓輸出的方式,來(lái)實(shí)現(xiàn)方位電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制,同時(shí),運(yùn)用TPU的高速處理功能,巧妙的將天線的方位增量碼接入PCC控制器(其頻率最高可達(dá)200KHz),可自動(dòng)對(duì)天線回轉(zhuǎn)做雙向可逆計(jì)數(shù),實(shí)時(shí)獲取精確的絕對(duì)方位信息。
針對(duì)協(xié)同主站下達(dá)的指令,天線控制PCC有選擇的將其所控制的天線置為如下兩種可能的工作模式:
1) 基準(zhǔn)站:基準(zhǔn)站為協(xié)同隊(duì)列提供同步或順序夾角運(yùn)轉(zhuǎn)的方位基準(zhǔn);
2) 從動(dòng)站:從動(dòng)站按當(dāng)前下達(dá)的系統(tǒng)模式指令,參照基準(zhǔn)站方位運(yùn)轉(zhuǎn);該模式下,PCC運(yùn)用PID調(diào)節(jié)算法,控制方位電機(jī)的轉(zhuǎn)速,使其實(shí)時(shí)跟隨系統(tǒng)設(shè)定的方位角度。
因距離原因,為保證協(xié)同系統(tǒng)管控?cái)?shù)據(jù)的高效傳輸,本系統(tǒng)采用了光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將相隔距離數(shù)公里以上的兩個(gè)雷達(dá)站的CAN網(wǎng)絡(luò)調(diào)制到光纖上傳輸耦合,這樣既保證了傳輸距離,又獲得了較高的網(wǎng)絡(luò)通信帶寬。現(xiàn)場(chǎng)工作效果很好。
整個(gè)協(xié)同系統(tǒng)的核心—協(xié)同主站也由一套PCC和觸摸屏構(gòu)成,它負(fù)責(zé)接收用戶的系統(tǒng)操作指令,并通過(guò)CAN/光纖網(wǎng)絡(luò),將指令下達(dá)到各個(gè)分站的天線控制PCC,同時(shí),通過(guò)這一全局的網(wǎng)絡(luò),將各個(gè)分站天線的工作狀態(tài)全部采集上來(lái),顯示到觸摸屏上,包括,實(shí)時(shí)方位信息,電機(jī)轉(zhuǎn)速信息,方位變頻器的報(bào)警信息等。本控模式下,協(xié)同指令可以由觸摸屏選擇設(shè)定,并交由主站PCC經(jīng)CAN/光纖網(wǎng)絡(luò)下達(dá);遙控方式下,通過(guò)以太網(wǎng)和主站PCC相連的的信號(hào)處理計(jì)算機(jī)可以通過(guò)局域網(wǎng)下達(dá)協(xié)同指令,交由主站PCC經(jīng)CAN/光纖網(wǎng)絡(luò)下達(dá)至各個(gè)分站PCC控制執(zhí)行。
該系統(tǒng)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)研制,投入使用以來(lái),受到用戶單位的一致好評(píng)。