瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，包括軸角測(cè)量碼盤、碼盤處理模塊、驅(qū)動(dòng)跟蹤模塊、電機(jī)、編碼器、鍵盤、顯示器和上位機(jī)。碼盤CPU交叉采集軸角測(cè)量碼盤的多通道信息數(shù)據(jù)并傳輸至驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU。驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU同時(shí)采集編碼器的位置反饋信息數(shù)據(jù)，通過(guò)閉環(huán)控制，輸出跟蹤定位控制信號(hào)到電機(jī)。本發(fā)明還提供了跟蹤瞄準(zhǔn)的方法。其優(yōu)點(diǎn)是：由于設(shè)置了碼盤CPU、編碼器和驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU，實(shí)現(xiàn)了控制過(guò)程中的快速多通道數(shù)據(jù)交叉采樣和分段、變速控制，消除了單點(diǎn)檢測(cè)的缺陷，減小了對(duì)設(shè)備的沖擊，大大提高了控制可靠性，使瞄準(zhǔn)儀具備了對(duì)瞄準(zhǔn)棱鏡的方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)精度不大于5″，可以實(shí)施對(duì)瞄準(zhǔn)棱鏡的快速高精度跟蹤。
【專利說(shuō)明】瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制裝置和控制方法，特別涉及一種瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)能力是新一代運(yùn)載火箭提出的遠(yuǎn)程電控跟蹤瞄準(zhǔn)需求。傳統(tǒng)技術(shù)所采用的跟蹤瞄準(zhǔn)方法為手動(dòng)方位、俯仰調(diào)整和跟蹤瞄準(zhǔn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)瞄準(zhǔn)棱鏡的快速聞精度遠(yuǎn)控跟蹤。
[0003]隨著新一代運(yùn)載火箭采用捷聯(lián)慣組技術(shù)，在地面瞄準(zhǔn)系統(tǒng)實(shí)施跟蹤測(cè)量瞄準(zhǔn)中，需要瞄準(zhǔn)儀具備對(duì)瞄準(zhǔn)棱鏡的方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)精度不大于5"，現(xiàn)有技術(shù)還不能給予滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可以實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的快速交叉采樣，以及分段、變速控制，可以消除單點(diǎn)檢測(cè)的缺陷，減小對(duì)設(shè)備的沖擊，大大提高控制可靠性的瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)裝置及方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，包括軸角測(cè)量碼盤和電機(jī)，還包括碼盤處理模塊、驅(qū)動(dòng)跟蹤模塊、編碼器、鍵盤和顯示器，其中所述碼盤處理模塊包括信號(hào)處理單元和碼盤CPU，所述驅(qū)動(dòng)跟蹤模塊包括編碼信號(hào)處理單元、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，所述編碼器安裝在電機(jī)軸上，所述軸角測(cè)量碼盤與所述信號(hào)處理單元、碼盤CPU、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和電機(jī)依次相連，所述編碼器與所述編碼信號(hào)處理單元、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU依次相連，所述鍵盤和顯示器分別與所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU相連，所述碼盤CPU交叉采集所述軸角測(cè)量碼盤的多通道信息數(shù)據(jù)并傳輸至所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU，所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU同時(shí)經(jīng)所述編碼信號(hào)處理單元采集所述編碼器的位置反饋信息數(shù)據(jù)，通過(guò)閉環(huán)控制，經(jīng)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元輸出跟蹤定位控制信號(hào)到所述電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU執(zhí)行如下控制序列:
[0006]步驟1，跟蹤開(kāi)始，計(jì)算方位或俯仰到位信息，執(zhí)行下一步；
[0007]步驟2，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5°，如果是，控制系統(tǒng)采用高速、恒速控制并返回本步驟重新開(kāi)始，如果否，執(zhí)行下一步；
[0008]步驟3，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5'，如果是，控制系統(tǒng)采用變速控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0009]步驟4，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5"，如果是，控制系統(tǒng)采用PI控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0010]步驟5，以碼盤反饋信號(hào)進(jìn)行二次位置校正，如果仍然小于5"，執(zhí)行下一步；如果否，返回步驟I ;
[0011]步驟6，跟蹤結(jié)束。[0012]本發(fā)明瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，其中所述軸角測(cè)量碼盤包括方位光柵碼盤或俯仰光柵碼盤。
[0013]本發(fā)明瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU連接有上位機(jī)。
[0014]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)方法，該方法設(shè)置驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU，該方法包括如下步驟:
[0015]步驟1，跟蹤開(kāi)始，計(jì)算方位或俯仰到位信息，執(zhí)行下一步；
[0016]步驟2，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5°，如果是，控制系統(tǒng)采用高速、恒速控制并返回本步驟重新開(kāi)始，如果否，執(zhí)行下一步；
[0017]步驟3，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5'，如果是，控制系統(tǒng)采用變速控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0018]步驟4，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5"，如果是，控制系統(tǒng)采用PI控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0019]步驟5，以碼盤反饋信號(hào)進(jìn)行二次位置校正，如果仍然小于5"，執(zhí)行下一步；如果否，返回步驟I ;
[0020]步驟6，跟蹤結(jié)束。
[0021]本發(fā)明瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)裝置及方法的優(yōu)點(diǎn)是:由于設(shè)置了碼盤CPU、編碼器和驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU，實(shí)現(xiàn)了控制過(guò)程中的快速多通道數(shù)據(jù)交叉采樣和分段、變速控制，消除了單點(diǎn)檢測(cè)的缺陷，減小了對(duì)設(shè)備的沖擊，大大提高了控制可靠性，使瞄準(zhǔn)儀具備了對(duì)瞄準(zhǔn)棱鏡的方位、俯仰電控跟蹤瞄準(zhǔn)精度不大于5"，可以實(shí)施對(duì)瞄準(zhǔn)棱鏡的快速高精度跟蹤。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置的方框圖；
[0023]圖2是本發(fā)明瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置及方法的實(shí)施例。
[0025]參照?qǐng)D2，本發(fā)明瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)方法，該方法設(shè)置驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU，該方法包括如下步驟:
[0026]步驟1，跟蹤開(kāi)始，計(jì)算方位或俯仰到位信息，執(zhí)行下一步；
[0027]步驟2，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5°，如果是，控制系統(tǒng)采用高速、恒速控制并返回本步驟重新開(kāi)始，如果否，執(zhí)行下一步；
[0028]步驟3，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5'，如果是，控制系統(tǒng)采用變速控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0029]步驟4，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5"，如果是，控制系統(tǒng)采用PI控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0030]步驟5，以碼盤反饋信號(hào)進(jìn)行二次位置校正，如果仍然小于5"，執(zhí)行下一步；如果否，返回步驟I ;
[0031]步驟6，跟蹤結(jié)束。[0032]參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供的瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，包括軸角測(cè)量碼盤、碼盤處理模塊、驅(qū)動(dòng)跟蹤模塊、電機(jī)、編碼器、鍵盤、顯示器和上位機(jī)。其中:
[0033]碼盤處理模塊包括信號(hào)處理單元和碼盤CPU。
[0034]驅(qū)動(dòng)跟蹤模塊包括編碼信號(hào)處理單元、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。
[0035]軸角測(cè)量碼盤包括方位光柵碼盤或俯仰光柵碼盤。
[0036]編碼器安裝在電機(jī)軸上。軸角測(cè)量碼盤與信號(hào)處理單元、碼盤CPU、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和電機(jī)依次相連。編碼器與編碼信號(hào)處理單元、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU依次相連。上位機(jī)、鍵盤和顯示器分別與驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU相連。
[0037]在本發(fā)明提供的瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置的實(shí)施例中，碼盤CPU交叉采集軸角測(cè)量碼盤的多通道信息數(shù)據(jù)并傳輸至驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU。碼盤信號(hào)中的粗碼信號(hào)采集，充分利用碼盤CPU上的AD轉(zhuǎn)換資源，采集12路粗碼信號(hào)，采集過(guò)程中根據(jù)AD通道轉(zhuǎn)換時(shí)間不同進(jìn)行交叉采樣，減少轉(zhuǎn)換等待時(shí)間，以提高采樣快速性。
[0038]驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU同時(shí)經(jīng)編碼信號(hào)處理單元采集編碼器的位置反饋信息數(shù)據(jù)，通過(guò)閉環(huán)控制，經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元輸出跟蹤定位控制信號(hào)到電機(jī)。驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU執(zhí)行如下控制序列:
[0039]步驟1，跟蹤開(kāi)始，計(jì)算方位或俯仰到位信息，執(zhí)行下一步；
[0040]步驟2，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5°，如果是，控制系統(tǒng)采用高速、恒速控制并返回本步驟重新開(kāi)始，如果否，執(zhí)行下一步；
[0041]步驟3，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5'，如果是，控制系統(tǒng)采用變速控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0042]步驟4，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5"，如果是，控制系統(tǒng)采用PI控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步；
[0043]步驟5，以碼盤反饋信號(hào)進(jìn)行二次位置校正，如果仍然小于5"，執(zhí)行下一步；如果否，返回步驟I ;
[0044]步驟6，跟蹤結(jié)束。
[0045]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
【權(quán)利要求】
1.一種瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，包括軸角測(cè)量碼盤和電機(jī)，其特征在于:還包括碼盤處理模塊、驅(qū)動(dòng)跟蹤模塊、編碼器、鍵盤和顯示器，其中所述碼盤處理模塊包括信號(hào)處理單元和碼盤CPU，所述驅(qū)動(dòng)跟蹤模塊包括編碼信號(hào)處理單元、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，所述編碼器安裝在電機(jī)軸上，所述軸角測(cè)量碼盤與所述信號(hào)處理單元、碼盤CPU、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和電機(jī)依次相連，所述編碼器與所述編碼信號(hào)處理單元、驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU依次相連，所述鍵盤和顯示器分別與所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU相連，所述碼盤CPU交叉采集所述軸角測(cè)量碼盤的多通道信息數(shù)據(jù)并傳輸至所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU，所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU同時(shí)經(jīng)所述編碼信號(hào)處理單元采集所述編碼器的位置反饋信息數(shù)據(jù)，通過(guò)閉環(huán)控制，經(jīng)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元輸出跟蹤定位控制信號(hào)到所述電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU執(zhí)行如下控制序列: 步驟1，跟蹤開(kāi)始，計(jì)算方位或俯仰到位信息，執(zhí)行下一步； 步驟2，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5°，如果是，控制系統(tǒng)采用高速、恒速控制并返回本步驟重新開(kāi)始，如果否，執(zhí)行下一步； 步驟3，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5，，如果是，控制系統(tǒng)采用變速控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步； 步驟4，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5"，如果是，控制系統(tǒng)采用PI控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步； 步驟5，以碼盤反饋信號(hào)進(jìn)行二次位置校正，如果仍然小于5"，執(zhí)行下一步；如果否，返回步驟I ; 步驟6，跟蹤結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，其特征在于:其中所述軸角測(cè)量碼盤包括方位光柵碼盤或俯仰光柵碼盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，其特征在于:其中所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU連接有上位機(jī)。
4.一種瞄準(zhǔn)儀方位、俯仰跟蹤瞄準(zhǔn)方法，其特征在于:該方法設(shè)置驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU，該方法包括如下步驟: 步驟1，跟蹤開(kāi)始，所述驅(qū)動(dòng)跟蹤C(jī)PU計(jì)算方位或俯仰到位信息，執(zhí)行下一步； 步驟2，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5°，如果是，控制系統(tǒng)采用高速、恒速控制并返回本步驟重新開(kāi)始，如果否，執(zhí)行下一步； 步驟3，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5，，如果是，控制系統(tǒng)采用變速控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步； 步驟4，判斷是否控制到與目標(biāo)值相差大于5"，如果是，控制系統(tǒng)采用PI控制并返回步驟2，如果否，執(zhí)行下一步； 步驟5，以碼盤反饋信號(hào)進(jìn)行二次位置校正，如果仍然小于5"，執(zhí)行下一步；如果否，返回步驟I ; 步驟6，跟蹤結(jié)束。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK104035448SQ201410215843
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】高明杰, 賀長(zhǎng)水, 丁爽, 康冰, 何歡, 范毅, 陳為 申請(qǐng)人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院