一种高速转台的伺服驱动的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术属于场面监视雷达控制领域，特别涉及一种高速转台的伺服驱动的控制系统及其控制方法。本发明专利技术包括PLC控制器、变频器以及转台电机，PLC控制器用于发送控制命令至变频器的输入端；变频器的输入端用于接收三相交流电压，变频器的输出端用于输出频率变换后的三相交流电压至转台电机；转台电机用于带动与天线转台系统相连的齿轮转动。本发明专利技术解决了小齿轮与大齿轮速度不匹配的问题，本方法控制天线转台系统从60转/秒的运行状态到静止状态所用时间在1分钟时间内，在减速过程实现速度平稳下降，避免小齿轮与大齿轮的剧烈碰撞。本方法避免了在速度上升或下降过程中天线转台系统的共振产生，不会损坏天线转台系统的机械结构。

A servo driven control system for high speed turntable and its control method

The invention belongs to the field of scene surveillance radar control, in particular to a servo driven control system of a high-speed turntable and a control method. The invention comprises a PLC controller, frequency converter and turntable motor, PLC controller is used to send control commands to the input end of the inverter; inverter input terminal for receiving the three-phase AC voltage inverter for three-phase AC voltage output frequency after transformation to the turntable motor; motor is used to drive the turntable and antenna turntable system connected to the gear rotation. The invention solves the small gear speed and large gear does not match the problem, the control method of antenna turntable system from 60 rpm / sec running state to the stationary state with time in 1 minutes, in the process of deceleration to achieve stable pace, avoid violent collision of small gear and the big gear. This method avoids the resonance of the antenna turntable system in the process of speed rising or falling, and does not damage the mechanical structure of the antenna turntable system.

【技术实现步骤摘要】
一种高速转台的伺服驱动的控制系统及其控制方法
本专利技术属于场面监视雷达控制领域，特别涉及一种高速转台的伺服驱动的控制系统及其控制方法。
技术介绍
机场场面监视雷达要求工作时天线转速为60转/秒，也就是天线1秒钟转1圈，场监雷达的转台天线结构特点是减速机的小齿轮始终直接啮合在转台的大齿轮上，中间没有离合器，也就是大小齿轮不存在脱离情况。在工作时，小齿轮作为主动齿轮，带动大齿轮(从动齿轮)旋转。大齿轮是连接在转台上的，转台上有天线，整个天线和转台质量达到1吨，惯性较大。这个特点要求在启动电机时，电机转速不能够旋转过快。否则高速旋转的小齿轮(小齿轮)速度很快，此时的大齿轮还处于静止状态，两者速度不同步，会造成它们的碰撞。现有技术中通常是直接给转台电机加三相交流电，如图1所示，直接运行电机，这样会导致电机转速过快，小齿轮加速度过大，大齿轮与小齿轮速度不同步，会产生激烈的碰撞，产生很大的摩擦力，会对齿轮的结构产生损坏影响，而且长时间共振会损坏天线转台系统的机械结构。因此亟需提出一种能够有效避免大小齿轮剧烈碰撞情况的出现的高速转台的伺服驱动的控制系统及其控制方法。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的不足，提供了一种高速转台的伺服驱动的控制系统，本专利技术有效地避免了大小齿轮剧烈碰撞情况的出现，不会损坏天线转台系统的机械结构。一种高速转台的伺服驱动的控制系统包括PLC控制器、变频器以及转台电机，其中，PLC控制器，用于发送控制命令至变频器的输入端；变频器，其输入端用于接收三相交流电压，其输出端用于输出频率变换后的三相交流电压至转台电机；转台电机，用于带动与天线转台系统相连的齿轮转动。优选的，所述齿轮包括大齿轮和小齿轮，所述转台电机用于带动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮之间相啮合，所述大齿轮与天线转台系统相连。优选的，所述控制命令包括设置变频器的频率。本专利技术还提供了一种高速转台的伺服驱动的控制系统的控制方法，本控制方法控制天线转台系统加速、减速过程运行平稳，能够避免天线转台的共振发生，包括以下步骤：确定天线转台系统中转台的共振频率；控制天线转台系统的加速过程：所述PLC控制器发送控制命令至变频器；变频器的输入端接收三相交流电压，变频器的输出端输出频率变换后的三相交流电压至转台电机；PLC控制器为转台电机设置加速工作频率，控制天线转台系统在1分钟时间内速度由静止状态加速到额定转速；控制天线转台系统的减速过程：所述PLC控制器发送控制命令至变频器；PLC控制器为转台电机设置减速工作频率，控制天线转台系统在1分钟时间内速度由额定转速减速到静止状态。优选的，所述PLC控制器为转台电机设置加速工作频率，控制天线转台系统在1分钟时间内速度由静止状态0转/秒加速到额定转速60转/秒；所述PLC控制器为转台电机设置减速工作频率，控制天线转台系统在1分钟时间内速度由额定转速60转/秒减速到静止状态0转/秒。优选的，所述PLC控制器为转台电机设置加速工作频率的具体操作步骤包括：所述PLC控制器控制转台电机的工作频率从0Hz按照步进长度1Hz递增到6Hz，此过程持续运行时间为10s；控制转台电机在工作频率达到6Hz时，持续运行时间为5s；PLC控制器调整转台电机的工作频率至8Hz，持续运行时间为5s；控制转台电机的工作频率从8Hz按照步进长度1Hz增加到50Hz，此过程持续运行时间为40s。进一步的，所述PLC控制器为转台电机设置减速工作频率的具体操作步骤包括：所述PLC控制器控制转台电机的工作频率从50Hz按照步进长度1Hz递减到8Hz，此过程持续运行时间为40s；控制转台电机在工作频率达到8Hz时，持续运行时间为5s；PLC控制器调整转台电机的工作频率至6Hz，持续运行时间为5s；控制转台电机的工作频率从6Hz按照步进长度1Hz增加到0Hz，此过程持续运行时间为10s。进一步的，通过E-meterII共振频率测定仪来确定天线转台系统中转台的共振频率。本专利技术的有益效果在于：1)、本专利技术包括PLC控制器、变频器以及转台电机，不仅元器件结构简单，使用方便，而且在加速过程，能够有效避免小齿轮与大齿轮间的剧烈碰撞，解决了小齿轮与大齿轮速度不匹配的问题，本方法控制天线转台系统从60转/秒的运行状态到静止状态所用时间在1分钟时间内，在减速过程实现速度平稳下降，避免小齿轮与大齿轮的剧烈碰撞。本方法避免了在速度上升或下降过程中天线转台系统的共振产生，不会损坏天线转台系统的机械结构。2)、本控制方法在为转台电机设置加速和减速工作频率的过程中，均跳过了共振点频率，保证了系统结构平稳和安全，这种控制方法能够满足高速转台的结构要求。附图说明图1为现有技术中的转台电机的供电结构图；图2为本专利技术的控制系统的结构原理图。1—PLC控制器2—变频器3—转台电机具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图2所示，一种高速转台的伺服驱动的控制系统包括PLC控制器1、变频器2以及转台电机3，所述PLC控制器1用于发送控制命令至变频器2的输入端；变频器2的输入端用于接收三相交流电压，变频器2的输出端用于输出频率变换后的三相交流电压至转台电机3；转台电机3用于带动与天线转台系统相连的齿轮转动。所述齿轮包括大齿轮和小齿轮，所述转台电机3用于带动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮之间相啮合，所述大齿轮与天线转台系统相连。转台电机3引入三相380V，50HZ的市电作为电源，市电即工频交流电，工频交流电常用三个量来表征：电压、电流、频率，380V，50HZ的市电作为电源，转台电机3的旋转速度是固定的，如果要对转台电机3进行变速，则要变频。通过变频技术改变电源频率，从而改变转台电机3的转速，通过变频器2进行交流到直流的变换，再进行直流到交流的变换，从而控制转台电机3的转速。不同的物体，有不同的共振频率。为了测量本专利技术中转台的共振频率，采用E-meterII共振频率测定仪来测量共振频率，一个物体的共振频率是它的固有频率。如何测量本专利技术转台的固有频率，一般是给转台加一周期性变化的策动力，即给转台加一个外力让它振动，用仪器测量转台振动时的振幅。本专利技术中，转台电机3带动天线旋转，可以看作是转台外加的策动力。改变天线转速，就可以看作给转台外加策动力的改变，这时，转台会振动。改变策动力的频率，使振动物体的振幅最大，即达到共振，读出此时E-meterII共振频率测定仪的频率，即是转台的固有频率。经过反复多次测量，确认7Hz是共振频率。在不变频情况下，电机工作在50Hz，天线旋转，进行旋转计时计算。一分钟内，计数天线旋转的圈数，本专利技术中，1分钟天线旋转60圈，即是本专利技术中，天线转台系统的旋转速度是60转/秒。如图2所示，变频器2输出频率变换后的三相交流电压U'相、V'相、W'相给转台电机3，给变频器2设置频率，工作频率从0Hz开始，逐渐递增频率，直到转速达到60转/秒。经过反复多次震动测量，检查到天线转台系统的共振点的频率是7Hz，为了确认7Hz是共振频率，将变频器2的运行频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速转台的伺服驱动的控制系统，其特征在于：包括PLC控制器(1)、变频器(2)以及转台电机(3)，其中，PLC控制器(1)，用于发送控制命令至变频器(2)的输入端；变频器(2)，其输入端用于接收三相交流电压，其输出端用于输出频率变换后的三相交流电压至转台电机(3)；转台电机(3)，用于带动与天线转台系统相连的齿轮转动。

【技术特征摘要】
1.一种高速转台的伺服驱动的控制系统，其特征在于：包括PLC控制器(1)、变频器(2)以及转台电机(3)，其中，PLC控制器(1)，用于发送控制命令至变频器(2)的输入端；变频器(2)，其输入端用于接收三相交流电压，其输出端用于输出频率变换后的三相交流电压至转台电机(3)；转台电机(3)，用于带动与天线转台系统相连的齿轮转动。2.如权利要求1所述的一种高速转台的伺服驱动的控制系统，其特征在于：所述齿轮包括大齿轮和小齿轮，所述转台电机(3)用于带动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮之间相啮合，所述大齿轮与天线转台系统相连。3.如权利要求2所述的一种高速转台的伺服驱动的控制系统，其特征在于：所述控制命令包括设置变频器(2)的频率。4.一种如权利要求1～3任意一项所述的高速转台的伺服驱动的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定天线转台系统中转台的共振频率；控制天线转台系统的加速过程：所述PLC控制器(1)发送控制命令至变频器(2)；变频器(2)的输入端接收三相交流电压，变频器(2)的输出端输出频率变换后的三相交流电压至转台电机(3)；PLC控制器(1)为转台电机(3)设置加速工作频率，控制天线转台系统在1分钟时间内速度由静止状态加速到额定转速；控制天线转台系统的减速过程：所述PLC控制器(1)发送控制命令至变频器(2)；PLC控制器(1)为转台电机(3)设置减速工作频率，控制天线转台系统在1分钟时间内速度由额定转速减速到静止状态。5.如权利要求4所述的高速转台的伺服驱动的控制系统的控制方法，其特征在于：所述PLC控制器(1)为转台电机(3)设置加速工...

【专利技术属性】
技术研发人员：荚朝华，陈忠先，王为，王晓艳，赵科，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34