多天線方位協(xié)同伺服控制系統(tǒng)(以下簡稱協(xié)同系統(tǒng)),是基于CAN和光纖網(wǎng)絡搭建系統(tǒng)的,它由多臺PCC控制器和監(jiān)控觸摸屏構成,可實現(xiàn)多臺雷達天線的方位角度以同步跟蹤等模式協(xié)同運轉,保證多臺雷達最大效率地覆蓋目標空域,海域工作。
協(xié)同系統(tǒng)的硬件及網(wǎng)絡結構如下圖所示:
為了實現(xiàn)各部雷達天線的協(xié)同運轉,本系統(tǒng)設置了一臺協(xié)同主站PCC,同時為每臺天線配置了一套天線控制PCC,為了便于實時監(jiān)控和人機對話,每臺PCC均設置了一套觸摸屏界面,用于實時顯示系統(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:指定任意一臺天線作為基準參照,其他天線保持與之方位同步運轉;
2) 順序模式:制定任意一臺天線作為基準參照,其他天線按照等方位夾角間距,成“隊列式”運轉;
3) 微動指向模式:制定任意一臺天線以當前方位出發(fā),做微動定位控制。
每臺雷達天線的伺服系統(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,來實現(xiàn)方位電機的轉速控制,同時,運用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200KHz),可自動對天線回轉做雙向可逆計數(shù),實時獲取精確的絕對方位信息。
針對協(xié)同主站下達的指令,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) 基準站:基準站為協(xié)同隊列提供同步或順序夾角運轉的方位基準;
2) 從動站:從動站按當前下達的系統(tǒng)模式指令,參照基準站方位運轉;該模式下,PCC運用PID調節(jié)算法,控制方位電機的轉速,使其實時跟隨系統(tǒng)設定的方位角度。
因距離原因,為保證協(xié)同系統(tǒng)管控數(shù)據(jù)的高效傳輸,本系統(tǒng)采用了光纖網(wǎng)絡技術,將相隔距離數(shù)公里以上的兩個雷達站的CAN網(wǎng)絡調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)絡通信帶寬,F(xiàn)場工作效果很好。
整個協(xié)同系統(tǒng)的核心—協(xié)同主站也由一套PCC和觸摸屏構成,它負責接收用戶的系統(tǒng)操作指令,并通過CAN/光纖網(wǎng)絡,將指令下達到各個分站的天線控制PCC,同時,通過這一全局的網(wǎng)絡,將各個分站天線的工作狀態(tài)全部采集上來,顯示到觸摸屏上,包括,實時方位信息,電機轉速信息,方位變頻器的報警信息等。本控模式下,協(xié)同指令可以由觸摸屏選擇設定,并交由主站PCC經(jīng)CAN/光纖網(wǎng)絡下達;遙控方式下,通過以太網(wǎng)和主站PCC相連的的信號處理計算機可以通過局域網(wǎng)下達協(xié)同指令,交由主站PCC經(jīng)CAN/光纖網(wǎng)絡下達至各個分站PCC控制執(zhí)行。
該系統(tǒng)為國內首創(chuàng)研制,投入使用以來,受到用戶單位的一致好評。