基于CAN總線(xiàn)的多天線(xiàn)控制器設計及PID實(shí)現

摘要：為了實(shí)現對偵察雷達多部天線(xiàn)的計算機控制，天線(xiàn)控制系統采用了基于CAN總線(xiàn)的系統結構?；趯μ炀€(xiàn)方位信號數字化原理的分析，設計了位置隨動(dòng)旋轉編碼器接口電路，給出了天線(xiàn)控制系統的PID控制算法，通過(guò)調整PID參數，較好地控制了天線(xiàn)的轉動(dòng)，簡(jiǎn)化了天線(xiàn)控制系統的結構，實(shí)現了一個(gè)控制臺對多部天線(xiàn)的控制。
關(guān)鍵詞：CAN總線(xiàn)；天線(xiàn)方位；方位信號；PID控制

O 引言
雷達偵察設備由于要對從幾百兆赫至幾十吉赫的頻段進(jìn)行偵察接收，為了保證天線(xiàn)的電氣特性，同時(shí)便于跟蹤不同波段的多個(gè)目標，往往采用多部天線(xiàn)。以往對天線(xiàn)的控制多采用相互獨立的方式，每一部天線(xiàn)有對應的一套控制系統，其結果不僅是設備量大，故障率高，而且操作起來(lái)也不方便。為了簡(jiǎn)化對多部天線(xiàn)的控制，可以利用CAN總線(xiàn)的優(yōu)勢。CAN(Controller Area Network)總線(xiàn)為多主總線(xiàn)，具有點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對多點(diǎn)通信的功能，它采用非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù)，可以根據總線(xiàn)上不同節點(diǎn)的優(yōu)先級高(低)安排數據的傳輸次序，節省了總線(xiàn)仲裁時(shí)間，通信距離最遠可達10 km(5 Kb／s)，通訊速率最高可達1 Mb／s(40 m)。此外，CAN協(xié)議能夠對通信數據進(jìn)行編碼，使得網(wǎng)絡(luò )內的實(shí)際節點(diǎn)數可達100個(gè)以上。某雷達偵察設備中共有六部天線(xiàn)，對應于六個(gè)不同的波段，每部天線(xiàn)作為一個(gè)節點(diǎn)，操作臺作為上位節點(diǎn)，通過(guò)設計靈活地控制軟件，完成對各天線(xiàn)掃描方式、掃描速度及掃描范圍的設定及PID控制。

1 CAN總線(xiàn)多夫線(xiàn)控制系統的組成
多天線(xiàn)控制系統由本地控制組件、CAN總線(xiàn)和天線(xiàn)控制器組成，如圖1所示。其中本地控制組件包括本控面板、電源、微處理器和電機驅動(dòng)電路，負責天線(xiàn)的位置信息采集和電機控制算法的實(shí)現；CAN總線(xiàn)采用CAN 2．0B標準協(xié)議進(jìn)行數據傳輸，接口芯片采用SJA1000，完成物理鏈路層和數據鏈路層兩層功能；天線(xiàn)控制器包括顯示面板、控制按鍵、手輪、微處理器等，用于接收用戶(hù)操作指令，顯示指定天線(xiàn)的狀態(tài)和控制天線(xiàn)的運動(dòng)方式。

在由CAN總線(xiàn)構成的天線(xiàn)控制系統中，天線(xiàn)控制器和本地控制組件各分配一個(gè)固定的CAN網(wǎng)絡(luò )地址，天線(xiàn)控制器通過(guò)面板選擇所要控制的天線(xiàn)編號，將該天線(xiàn)的工作方式(扇掃、環(huán)掃、手動(dòng))、工作參數(扇掃邊界、掃描速度)等發(fā)送到所選天線(xiàn)的本地控制組件，再由本地控制組件根據天線(xiàn)控制器給出的控制算法，實(shí)現對天線(xiàn)的控制，并將天線(xiàn)的當前參數(方位、轉速、轉向)通過(guò)CAN總線(xiàn)傳送到天線(xiàn)控制器上顯示。手動(dòng)方式時(shí)，所選天線(xiàn)的本地控制組件根據天線(xiàn)控制器手輪的控制信息和跟隨算法，實(shí)現對天線(xiàn)的手動(dòng)位置控制。