是不是每次测量一个新的项目前都必须做校准
采样数据的可靠性和准确性,以及系统的工作效率。因而系统设计时对各轴的定位精度和位移速度提出了较高的要求。为使探头在连续运动中能在精确的网格位置上采样,系统采取的主要措施有:
* 数控选用PMAC可编程多轴控制器,可是实现8轴联动。每轴的伺服更新周期30μs,保证控制器的处理能力和轨迹特性。
* 伺服驱动采用"伺服电机+滚珠丝杠+直线滚动导轨"的运动机构,保证了系统的机械传动精度和工作稳定性。
* 前馈控制技术的使用克服了指令位置与实际位置间的跟随误差。
* 软件控制的速度环和位置环,提高了系统的柔性。
* 高分辨率的位置检测装置保证了系统的定位精度。电机轴端安装的旋转编码器为2500p/rev,控制卡对其进行四倍频处理。
* 补偿技术:为提高探头的位置精度和动态伺服性能,采用了轴向运动定点误差补偿、丝杠螺距误差补偿、间隙补偿等方法。
* 采用位置捕捉功能,确保了采样点触发的准确性。位置捕捉功能在一个外部事件进入一个特殊寄存器时,锁住当前的编码器位置。它完全由硬件执行,无须软件干预,这意味着唯一的延迟来自于硬件门的延迟,在任何机械系统中均可忽视,因而提供了非常精确的位置捕捉。
2. PID调节
PMAC自动闭合所有活动电机的的数字伺服环,伺服环产生一个使电机的实际位置逼近目标位置的输出。它的效果依靠伺服环滤波器来调节参数的设置和被控对象的动力学性能。滤波器通过设置每个电机的I变量来调节输出量。其中比例增益提供系统的硬度,微分增益提供稳定需要的阻尼,积分增益消除稳态误差,速度前馈增益减小由于阻尼引入的跟随误差,加速度增益减小或消除由于系统惯性带来的跟随误差。
参数整调时我们希望电机轴对阶跃响应的上升时间和建立时间尽可能地快,并且不引起超调。通常参数之间具有一定的平衡关系,尤其是快速响应与低超调之间。如果放大器带有指示器,则其自身提供了一个阻尼。当放大器调整较好时,数字滤波器中可以不加微分阻尼。PMAC设有积分控制开关,当Ix34=0时,在整个运动过程中都引入积分增益;当Ix34=1时,仅在运动停止时引入积分增益。两种情况的实际运动情况将截然不同。Ix34=0时,将减小运动过程中的跟随误差,但会影响系统的稳定性,并在运动结束时引入超调,对于没有前馈的系统这一代价是值得的,但PMAC的速度和加速度前馈减小了跟随误差,因此通常设定Ix34=1,用以减小停止时由于静摩擦和负载扭矩造成的静态误差。
滤波器输出式中Kp位于最外层,它的改变同时影响微分和积分增益,如果想保持增益为常数,应反方向改变Kd和Ki。有些系统中电机与负载的耦合会引起谐振,PID滤波器不能对此进行补偿。只有通过降低增益和增加连接刚度加以克服。图4为X轴的阶跃响应曲线和跟随误差调整曲线。
四、 软件设计
控制软件包括对PMAC多轴可编程卡和IEEE488接口卡的控制,并由此实现取样架和转台的闭环控制及网络分析仪的设定和采样。软件功能模块包括:文件管理、各轴定位、预测试、近远场测试、仪器控制及帮助等功能。主界面上同时设有快捷键,用户可以通过点击快捷键调用相应的功能程序。人机接口为Windows98界面。主界面显示的同时在数显上给出各轴的位置信息。
1. 文件管理
该功能模块完成数据文件的建立、编辑和打印。其中包括写字板、新建文件、打开文件、保存文件、换名另存、文件删除、文件关闭、打印机设置、打印及退出等功能。
2. 定位功能
该功能完成探头和待测天线各轴的驱动定位。通过选择运动方向和控制方式来控制各轴的运动,并实时显示各轴的当前位置。连续运动 通过给出位移量,对给定轴进行精确定位;人工定位时,用户根据当前位置显示按停止键终止运动。注意命令的响应有一定的延迟,运动速度较快时,应提前发终止命令,以免发生超界现象。各轴的最高运动速度均由程序设定了上限值;步进移动对给定轴在选择运动放向后按一定的步距移动,步距缺省值为1mm,用户也可以选择步进增量移动方式。
注意:在正式测量前X,Y,Z轴最好先进行回零。因为机械位置误差的补偿是以零位为基准的,同时软件的行程限位也是相对于零位的。
3. 预测试
通过沿水平或垂直方向扫描待测天线的中心行所获幅相数据来判断天线的安装是否满足测试要求。由相位数据可判断探头扫描面是否与天线口径面平行,同时根据幅度数据可确定扫描面的大小及起点位置。
4. 测试功能
该功能包括天线的近场测试和远场测试。在近场测试前应先执行预扫描,以调整天线口径面与探头扫描面平行,并确定扫描面积和起点。而远场调整时,应将探头对准天线口径中心。
* 平面近场扫描
用户通过设
模拟电路 模拟芯片 德州仪器 放大器 ADI 模拟电子 相关文章:
- 12位串行A/D转换器MAX187的应用(10-06)
- AGC中频放大器设计(下)(10-07)
- 低功耗、3V工作电压、精度0.05% 的A/D变换器(10-09)
- PIC16C5X单片机睡眠状态的键唤醒方法(11-16)
- 用简化方法对高可用性系统中的电源进行数字化管理(10-02)
- 利用GM6801实现智能快速充电器设计(11-20)