大口径车载抛物面天线自动展收控制系统.pdf
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1、54Technology技术纵横文献标识码:B文章编号:10 0 3-0 49 2(2 0 2 3)0 7-0 54-0 4中图分类号:TP273大口径车载抛物面天线自动展收控制系统Automatic Deployment and Retraction Control System for Large-Aperture Vehicle-MountedParabolic Antenna孙孟林,许海深,宋辉军(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄0 50 0 8 1)摘要:为了实现口径抛物面天线的公路运输不超限,本系统把天线分割成16 个扇形块,每块扇形面块由一根电动推杆支撑,系统采用交
2、流伺服电机驱动电动推杆平移运动,进而驱动面板绕旋转轴转动,实现了天线反射面的自动折叠和展开。本系统采用PLC作为伺服控制器,通过EtherCAT总线控制伺服电机,采用相邻交又耦合同步控制策略控制各电机同步运动,天线展开完成后使用电磁铁使各面板相互连接固定,并通过PLC软件自动化流程控制,实现了天线一键控制自动展开和折叠。试验和使用表明,本系统性能稳定、操作简单、面板重复精度高,具有广阔的应用前景。关键词:自动展收;抛物面天线;同步控制;PI控制;伺服系统Abstract:In order to realize the road transportation of the largeapertu
3、re parabolic antenna does not exceed the limit,the antennais divided into 16 sectoral blocks,with each block supported by anelectric actuator.The system employs AC servo motor to drive theelectric actuator translation movement,and then drive the panel torotate around the rotation axis to realize the
4、 automatic folding andunfolding of the antenna reflective surface.The servo controller forthis system is a PLC,which controls the servo motor through theEtherCAT bus,and controls the synchronous movement of each motorby adjacent cross-coupling synchronous control strategy.Once theantenna is unfolded
5、,the electromagnet is used to connect and fix eachpanel,and the automatic process control of the antenna is realizedthrough PLC software automatic process control.Experiments and useshow that the system has stable performance,simple operation,highpanel repeatability,and broad application prospects.K
6、ey words:Automatic unfolding;Parabolic antenna;Synchronizationcontrol;PI control;Servo system1引言在现代战争中,地面军用天线要想获得较强的生存能力,就必须具有较高的机动性能 。车载机动站天线相对固定站的最大优势在于其机动性强,可以适应不同地形环境,能够快速转移、部署。对于大口径车载抛物面天线来说,它较大的反射面是制约其机动性的主要因素。车载天线自动展开和撤收功能可以极大地缩短设备在机动站运输状态和工作状态的切换时间,从而提高其机动速度,提升任务接收能力 4。因此,天线反射面快速自动展收控制技术是提高天
7、线机动性的关键。本文针对一种新颖的高折展比旋转收藏的大抛物面天线折叠结构,设计了自动展收控制系统。该系统以PLC作为控制核心,通过控制16 台电机高精度同步运动,实现了天线反射面自动展开、收藏折叠。该系统具有展收速度快、展开面精度高、系统可靠性高的特点,使大口径车载抛物面天线具有快速响应能力和较高的机动能力。2高折展比旋转收藏机构为使天线能够满足二类越野底盘公路及铁路运输不超限的装车要求,反射面板旋转折叠后收拢直径应小于2300mm,该系统将整个天线反射面分割成16 个扇形块。每个扇形反射面块采用碳纤维+铝蜂窝夹层结构,并在下端预埋旋转轴,面板绕旋转轴旋转实现天线的自动折叠与展开。扇形反射面块
8、绕旋转轴的运动依靠16 套支撑推杆实现,支撑推杆一方面驱动反射面块做展开、折叠动作,另一方面在天线整体展开状态时起支撑背架的作用,保证天线的整体刚度。天线主反射器在展开和折叠时三维构型结构分别如图1和图2 所示。2023.07AUTOMATIONPANORAMA55图1天线反射器展开示意图图2 天线反射器折叠示意图扇形反射面块采用反射面板与支撑结构一体化设计,反射面板既可作为电磁波反射功能件,又可作为结构支撑件。扇形反射面板由反射面板、背部加强筋、面板收藏转轴、面板锁定电磁铁、面板锁定销、背架支撑连接点等组成。为提高天线整体刚度,需要将16 块扇形反射面板相互连接,以形成一个三维立体的抛物面。
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