胡利文

西安爱生技术集团公司 陕西 西安 710065

概述

目前，在无人机数据链系统中，地面定向天线伺服跟踪转台是其重要组成部分，伺服控制系统则是实现伺服转台跟踪控制功能的核心部件，伺服控制系统的主要作用是根据上位机给出的位置指令，控制伺服转台的方位轴电机和俯仰轴电机的运动，使其准确到达指定位置，从而实现天线的跟踪控制。

1 系统方案设计

为了满足定向天线对无人机的跟踪需求，地面伺服跟踪转台设计为一个两轴转台，包括方位轴和俯仰轴，方位轴垂直于水平面且可以360°连续旋转，俯仰轴垂直于方位轴且转动范围为90°左右，本文所设计的系统俯仰轴转动范围为-1°～89°，俯仰角平行于水平面时为0°。直流电动机以其优秀的线形机械特性、较宽的调速范围、大的启动转矩、控制方法较简单等优点，在各种驱动、伺服系统中有着广泛的应用。本文选用直流电机作为驱动执行器。传感器元件是数字伺服控制系统的重要组成部分，位置传感器通过检测目标轴的当前位置，形成的反馈信号经过数字化处理，输出数字位置信号作为数字伺服控制器的位置输入，构成闭环系统。本文采用一种磁旋转编码器作为系统的位置传感器，其分辨率为0.089°，完全可以满足系统的需要。由于俯仰轴是在一定的范围内转动，因此在结构设计上要考虑在俯仰轴安装限位开关，限位信号输出到俯仰伺服控制器[1]。

本文设计的伺服控制系统方案为：整个系统由方位控制单元和俯仰控制单元组成。……