LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope,大天區(qū)面積多目標光纖光譜天文望遠鏡)需要對焦而上的4 000個光纖定位單元進行精確定位,一個光纖定位單元需要兩個步進電機來驅(qū)動,即需要對8 000個電機進行驅(qū)動控制。如何對這8 000個電機進行有效的控制,是本文主要的研究內(nèi)容。 本義引入EDA(Electronic Design Automation),技術(shù),以FPGA和CAN總線為硬件載體來進行設(shè)計。FPGA相比較于DSP,單片機而言,具有10管腳多,資源豐富,使用靈活等優(yōu)點,可以存片內(nèi)集成多個電機的摔制,這樣對于提高系統(tǒng)的集成度,節(jié)約成本無疑有著很大的幫助。 在電機的控制當(dāng)中,其失步和過沖會直接影響到系統(tǒng)的精度,所以需要對電機脈沖頻率加以控制,對于在平穩(wěn)狀態(tài)下能正常工作的電機,失步往往發(fā)生在啟動停止等脈沖頻率突然發(fā)生改變的時刻。具體實現(xiàn)方法是通過實驗找出一條理想的加減速曲線,再將曲線離散化,并把離散化后的加減速分頻系數(shù)存儲在FPGA片內(nèi)ROM里而,當(dāng)電機運行到對應(yīng)的步數(shù)時,取出分頻系數(shù)來獲取對應(yīng)的運行頻率。 在LAMOST觀測中,光纖定位單元的零位是個很重要的基準,在每次觀測之前,電機都要回零,理論上電氣零位和機械零位在同一點上,如果電氣檢測到達零位則認為已經(jīng)到達機械零位位置。但是實際中由于裝配等一些原因,可能會出現(xiàn)零位短路和零位斷路的情況。零位斷路是指電機處于機械零位,但是電氣不能檢測到;零位短路是指電機不在機械零位,但是電氣已經(jīng)檢測到處于零位。這兩種情況會造成越界和機械零位一直被擠壓的后果,有可能會損壞光纖定位單元,為了防止這些情況出現(xiàn),軟件程序中加入了計數(shù)器,從而從有效地保護了光纖定位單元,同時將這些狀況向上反饋,以便維護和檢修。 在本文完成之時,能夠控制驅(qū)動336個光纖定位單元的小系統(tǒng)已經(jīng)在北京天文臺興隆觀測站實際投入運行,并于2007年5月28日獲得首條光譜,取得了不錯的效果。
標簽:
步進電機控制
驅(qū)動系統(tǒng)
上傳時間:
2013-04-24
上傳用戶:afeiafei309