KR101386729B1 - Mirror driving Control device for IRST - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미러 구동용 스텝 모터를 적외선 탐색 추적 장치로 적합한 시간과 오차 이내로 이동/정지를 반복적으로 수행할 수 있는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베이스에 회전축이 회전 결합하며, 상기 회전축의 일단에는 엔코더가 부착되어 회전각을 검출하고, 타단에는 구동용 2상 스텝 모터의 모터 회전축이 직결되어 있는 미러 구동체와 상기 2상 스텝 모터를 제어하는 구동 제어 장치를 포함하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치에 있어서, 상기 구동 제어 장치는 입력되는 미러 회전 각도의 구동 프로파일을 목표로 상기 2상 스텝 모터를 제어하며, 상기 구동 프로파일은 미러의 회전 각도를 나타내는 다수의 모드로 이루어지며, 상기 모드는 작은 각에서 시작하여 증가하는 형태로 각 모드가 순차적으로 배치되며, 상기 구동 제어 장치는 상기 구동 프로파일의 한주기 구동이 완료되는 경우 최초의 모드로 귀환하여 다시 상기 구동 프로파일을 목표로 상기 2상 스텝 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a mirror driving control device for an infrared search tracking device capable of repeatedly moving / stopping a stepping motor for driving a mirror within a time and an error suitable for an infrared search tracking device.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a two-phase stepping motor in which a rotary shaft is rotatably coupled to a base, an encoder is attached to one end of the rotary shaft to detect a rotation angle, And a drive control device for controlling the two-phase step motor, wherein the drive control device drives the two-phase step motor Wherein the driving profile is comprised of a plurality of modes representing the rotation angle of the mirror, wherein the modes are sequentially arranged starting from a small angle and increasing sequentially, When the drive is completed in one cycle, the drive mode is returned to the first mode, And controls the base two-phase step motor.
Description
본 발명은 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 요구하는 미러의 각도를 신속하고 정교하게 제어하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
적외선 탐색 추적 장치는 적외선을 이용하여 이동하는 물체를 탐색 및 추적하는 장치로, 적외선 표적 탐색 시험 장치에 관한 공개특허 제2002-0057310호에 개시된 바와 같은 원리로 구성된다.The infrared ray search tracking apparatus is an apparatus for searching and tracking an object moving using infrared rays, and is constituted by the principle as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-0057310 for an infrared ray search test apparatus.
상기 발명은 적외선 표적 탐색 장치와 시험을 위한 장치를 포함한 구성으로, 구체적으로 살펴보면, 입사되는 적외선을 감지하여, 광원을 추적하는 적외선 탐색기와; 적외선을 발광하는 제 1 광원 및 제 1 광원에서 발광되는 적외선의 진행 방향을 조절하는 적외선 경로 조절부를 구비하는 제1 광원 발생부와; 적외선을 발광하는 제 2 광원 및 제 1 광원 발생부의 적외선 경로 조절부로부터 입사되는 적외선이 적외선 탐색기에 입사될 수 있도록 마련된 빔 스플리터를 구비하는 제 2 광원 발생부; 및 제 1 광원 발생부가 제 2 광원 발생부에 지지되도록 연결시키며, 제 1 광원 발생부가 제 2 광원 발생부에 대하여 회전되도록 마련된 회전 지지부를 포함하여 이루어져 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an infrared target searching apparatus comprising: an infrared ray searcher for detecting an infrared ray incident on the infrared ray target and tracking the light source; A first light source generating unit including a first light source for emitting infrared rays and an infrared ray path adjusting unit for adjusting a traveling direction of infrared rays emitted from the first light source; A second light source having a second light source for emitting infrared light and a beam splitter for allowing infrared rays incident from the infrared ray path control unit of the first light source generating unit to be incident on the infrared ray detector; And a rotation support unit that connects the first light source generation unit to be supported by the second light source generation unit and the first light source generation unit is rotated with respect to the second light source generation unit.
상기 특허에 개시된 바와 같이, 적외선 탐색 추적 장치는 장비 전방의 이미지를 반사시키는 미러 구동체와 반사된 이미지를 이용하여 실제 적외선을 발산하는 물체를 탐색하는 탐색장치를 포함하여 구성된다.As disclosed in the patent, the infrared search tracking device comprises a mirror driver that reflects an image of the front of the equipment and a search device that searches for an object that actually emits infrared rays using the reflected image.
상기 미러 구동체는 짧은 시간에 특정한 각도로 연속하여 이동/정지 구동하며, 특히 미러가 정지 상태에서 상기 탐색장치가 이미지를 확보하여 탐색하므로, 요구하는 시간내에 정확한 각도로 제어되어야 하고, 또한 정지 시에는 해당 각도에서 요동 없이 정지되어야 지만 흔들림이 없는 이미지를 확보할 수 있다.The mirror driving body is continuously moved / stopped at a specific angle in a short time. In particular, when the mirror is stopped, the search device searches for and secures an image, so that it must be controlled at an accurate angle within a required time, , It is possible to secure an image free from shaking even though it should be stopped without rocking at that angle.
상기 미러 구동체는 미러와 상기 미러를 회전 시키는 구동체로 이루어져 있으며, 상기 구동체는 모터를 포함하여 구성된다.The mirror driving body includes a mirror and a driving body that rotates the mirror, and the driving body includes a motor.
따라서, 상기 구동체는 모터의 제어에 의하여 수행되며, 상기 모터는 제어에 적합한 형태의 서보 모터를 이용한다.Therefore, the driving body is controlled by a motor, and the motor uses a servomotor of a type suitable for control.
상기 적외선 탐색 추적 장치는 미러 구동체의 특성과 탐색장치의 특성이 일치해야 최고의 성능을 나타내며, 특히 미러 구동체의 제어성이 요구조건을 만족하지 않을 경우에는 후속되는 탐색장치의 성능은 무용지물이 되므로, 미러 구동체의 제어성이 상품성을 결정하는 요소가 된다.The infrared search tracking device exhibits the best performance when the characteristics of the mirror driver and the search device coincide with each other. Particularly, when the controllability of the mirror driver does not satisfy the requirement, the performance of the subsequent search device becomes useless , The controllability of the mirror driving body is an element for determining the commerciality.
한편, 일반적인 서버 모터의 제어, 특히 스텝 모터의 제어 방법에서 가장 많이 적용되는 방법으로는 스텝 제어 방식을 들 수 있다.On the other hand, the step motor control method is one of the most widely used methods for control of a general server motor, particularly a step motor control method.
상기 스텝 제어 방식은 전원을 DC-DC 변환기, 드라이브, 스위칭 소자를 이용하여 스텝 모터의 회전 각도를 피드백하여 제어하는 방식으로 비교적 간단하게 구현할 수 있는 장점이 있으나, 탈조 및 세틀링 타임의 영향으로 적외선 탐색 추적 장치에서 요구하는 특성이 구현되지 않은 단점이 있다.The step control method has a merit that it is relatively simple to implement by feeding back the rotation angle of the step motor by using a DC-DC converter, a drive, and a switching element as a power source. However, There is a disadvantage that the characteristics required by the search tracking device are not implemented.
따라서, 스텝 모터, 특히 2상 스텝 모터를 이용하여 적외선 탐색 추적 장치가 요구하는 특성을 나타내는 새로운 방식의 제어가 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need for a new type of control that indicates the characteristics required by the infrared search tracking device using a stepping motor, particularly a two-phase stepping motor.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 미러 구동용 스텝 모터를 적외선 탐색 추적 장치로 적합한 시간과 오차 이내로 이동/정지를 반복적으로 수행할 수 있는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to overcome the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an infrared search tracking device, which is capable of repeatedly moving / And an object thereof is to provide a drive control device.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베이스에 회전축이 회전 결합하며, 상기 회전축의 일단에는 엔코더가 부착되어 회전각을 검출하고, 타단에는 구동용 2상 스텝 모터의 모터 회전축이 직결되어 있는 미러 구동체와 상기 2상 스텝 모터를 제어하는 구동 제어 장치를 포함하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치에 있어서, 상기 구동 제어 장치는 입력되는 미러 회전 각도의 구동 프로파일을 목표로 상기 2상 스텝 모터를 제어하며, 상기 구동 프로파일은 미러의 회전 각도를 나타내는 다수의 모드로 이루어지며, 상기 모드는 작은 각에서 시작하여 증가하는 형태로 각 모드가 순차적으로 배치되며, 상기 구동 제어 장치는 상기 구동 프로파일의 한주기 구동이 완료되는 경우 최초의 모드로 귀환하여 다시 상기 구동 프로파일을 목표로 상기 2상 스텝 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a two-phase stepping motor in which a rotary shaft is rotatably coupled to a base, an encoder is attached to one end of the rotary shaft to detect a rotation angle, And a drive control device for controlling the two-phase step motor, wherein the drive control device drives the two-phase step motor Wherein the driving profile is comprised of a plurality of modes representing the rotation angle of the mirror, wherein the modes are sequentially arranged starting from a small angle and increasing sequentially, When the drive is completed in one cycle, the drive mode is returned to the first mode, And controls the base two-phase step motor.
바람직하게는, 상기 모드는 0도 에서 출발하는 0모드와 이후 순차적으로 증가하는 1모드 내지 6모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the mode includes a 0 mode starting from 0 degree and a 1 mode to 6 mode sequentially increasing thereafter.
더욱 바람직하게는, 상기 각 모드 사이의 각도는 5도 내지 10도인 것을 특징으로 한다.More preferably, the angle between the respective modes is from 5 degrees to 10 degrees.
바람직하게는, 상기 2상 스텝 모터의 모터 회전축의 타단에는 회전축의 회전관성을 증가시키기 위한 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the other end of the motor rotation shaft of the two-phase step motor further includes a damper for increasing the rotation inertia of the rotation shaft.
바람직하게는, 상기 구동 제어 장치는: 구동 프로파일과 실제 회전축의 회전각이 입력되는 위치제어기; 상기 위치제어기의 출력과 회전축의 실제 회전속도가 입력되는 속도제어기; 상기 속도제어기의 출력, 회전축의 전기각, 2상 스텝 모터의 전류값을 이용하여 회전 좌표를 고정 좌표로 변환하는 좌표변환기; 상기 좌표변환기의 출력을 입력받아 전압 펄스를 발생하는 벡터제어기; 및 상기 벡터제어기의 출력값을 이용하여 상기 2상 스텝 모터에 전압을 인가하는 스위칭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the drive control device includes: a position controller to which a rotation angle of the drive profile and the actual rotation axis is input; A speed controller for receiving an output of the position controller and an actual rotation speed of the rotation axis; A coordinate converter for converting rotational coordinates into fixed coordinates by using an output of the speed controller, an electrical angle of the rotational axis, and a current value of the two-phase step motor; A vector controller receiving the output of the coordinate converter and generating a voltage pulse; And a switching unit for applying a voltage to the two-phase step motor using the output value of the vector controller.
더욱 바람직하게는, 상기 위치제어기는: 구동 프로파일과 회전축의 실제 기계각을 가산하는 제1가산기; 상기 제1가산기의 출력값을 연산하는 제1 PI제어기; 및 상기 제1 PI 제어기의 출력값을 적분하는 제1 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the position controller comprises: a first adder for adding the actual machine angle of the drive profile and the rotational axis; A first PI controller for calculating an output value of the first adder; And a first integrator for integrating an output value of the first PI controller.
바람직하게는, 상기 속도제어기는: 상기 위치제어기의 출력값과 회전축의 실제 회전속도를 가산하는 제2가산기; 상기 제2가산기의 출력값을 연산하는 제2 PI제어기; 및 상기 제2 PI제어기의 출력값을 적분하는 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Advantageously, the speed controller comprises: a second adder for adding the output value of the position controller and the actual rotational speed of the rotational axis; A second PI controller for calculating an output value of the second adder; And an integrator for integrating an output value of the second PI controller.
바람직하게는, 상기 좌표변환기는: 상기 속도제어기의 출력값과, q상의 전류를 가산하는 제3 가산기; 상기 2상 스텝 모터의 전류 측정값과 상기 엔코드에 의한 회전축의 전기각으로 결정되는 q상의 전류를 출력하는 제1변환기; 0의 값을 갖는 d상의 전류 목표값과 d상의 전류를 가산하는 제4 가산기; 상기 2상 스텝 모터의 전류 측정값과 상기 엔코드에 의한 회전축의 전기각으로 결정되는 d상의 전류를 출력하는 제2변환기; 상기 제3 가산기의 출력을 적분하는 제3적분기; 상기 제4 가산기의 출력을 적분하는 제4적분기; 상기 제3적분기의 출력과 상기 제4적분기의 출력과 전기각을 고려하여 a상의 목표전압을 출력하는 제3변환기; 및 상기 제4적분기의 출력과 상기 제3적분기의 출력과 전기각을 고려하여 b상의 목표전압을 출력하는 제4변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the coordinate converter includes: a third adder for adding the output of the speed controller and the current of the q phase; A first converter for outputting a current measurement value of the two-phase stepping motor and a q-phase current determined by an electric angle of the rotary shaft by the encoder; A fourth adder for adding the d-phase current to the d-phase current target value having a value of 0; A second converter for outputting a current measurement value of the two-phase stepping motor and a d-phase current determined by an electric angle of the rotary shaft by the encoder; A third integrator for integrating an output of the third adder; A fourth integrator for integrating an output of the fourth adder; A third converter for outputting a target voltage on a phase taking into account an output of the third integrator, an output of the fourth integrator, and an electric angle; And a fourth converter for outputting a b-phase target voltage in consideration of an output of the fourth integrator, an output of the third integrator, and an electrical angle.
바람직하게는, 상기 벡터제어기는: 상기 좌표변환기의 a상 목표전압을 적분하는 제5 적분기; 상기 제5 적분기의 출력을 연산하는 제1 비례기; 상기 제1 비례기의 출력을 적분하는 제7 적분기; 상기 제7 적분기의 출력과 발생기의 출력의 차이를 출력하여 PWM A 전원을 출력하는 제1 비교기; 상기 좌표변환기의 b상 목표전압을 적분하는 제6 적분기; 상기 제6 적분기의 출력을 연산하는 제2 비례기; 상기 제2 비례기의 출력을 적분하는 제8 적분기; 및 상기 제8 적분기의 출력과 발생기의 출력의 차이를 출력하여 PWM B 전원을 출력하는 제2 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Advantageously, said vector controller comprises: a fifth integrator for integrating the a-phase target voltage of said coordinate converter; A first proportional unit for calculating an output of the fifth integrator; A seventh integrator for integrating the output of the first proportional unit; A first comparator for outputting a difference between an output of the seventh integrator and an output of the generator to output a PWM A power; A sixth integrator for integrating the b-phase target voltage of the coordinate converter; A second proportional unit for calculating an output of the sixth integrator; An eighth integrator for integrating an output of the second proportional unit; And a second comparator for outputting the difference between the output of the eighth integrator and the output of the generator to output the PWM B power.
본 발명에 따른 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치는 다수의 회전 각도를 순차적으로 이동/정지를 반복하는 미러의 위치를 정밀하게 제어하여 적외선 탐색 추적 장치용으로 스텝 모터를 적용한 효과가 있으며, 특히 낮은 세트링 값을 제공하여 정교한 탐색 및 추적이 가능한 효과가 있다.
The mirror driving control apparatus for an infrared ray search tracking apparatus according to the present invention has the effect of precisely controlling the position of a mirror for repeatedly moving / stopping a plurality of rotation angles sequentially and applying a stepping motor for an infrared ray search tracking apparatus. There is an effect of providing sophisticated searching and tracking by providing a low set ring value.
도 1은 본 발명에 따른 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동체를 나타내는 구성도이며,
도 2는 도 1의 미러의 회전 각도를 나타내는 구성도이며,
도 3은 도 2의 회전 각도의 그래프이며,
도 4는 본 발명에 따른 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치의 블록도이며,
도 5는 도 4의 일부 구성을 구체적으로 나타내는 구성도이며,
도 6는 도 4의 또다른 일부 구성을 구체적으로 나타내는 구성도이며,
도 7은 본 발명에 따른 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치의 제어 결과 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a configuration diagram showing a mirror driver for an infrared ray search tracking apparatus according to the present invention,
Fig. 2 is a configuration diagram showing the rotation angle of the mirror of Fig. 1,
Figure 3 is a graph of the rotation angle of Figure 2,
4 is a block diagram of a mirror driving control apparatus for an infrared ray search tracking apparatus according to the present invention,
Fig. 5 is a configuration diagram specifically showing a partial configuration of Fig. 4,
FIG. 6 is a configuration diagram specifically showing another partial configuration of FIG. 4,
FIG. 7 is a graph showing a control result of a mirror driving control apparatus for an infrared ray search tracking apparatus according to the present invention.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치(100)는 도 1에 도시된 미러 구동체(10)를 제어하기 위한 구성이다.The mirror driving control apparatus 100 for an infrared ray search tracking apparatus according to the present invention is a structure for controlling the
상기 미러 구동체(10)는 베이스(1)에 회전축(2)이 회전 결합하며, 상기 회전축(2)의 일단에는 엔코더(3)가 부착되어 회전각을 검출하고, 타단에는 구동용 2상 스텝 모터(4)의 모터 회전축(6)이 직결된다.The
한편, 필요한 경우 상기 2상 스텝 모터(4)의 모터 회전축(6)의 타단에는 전체 회전축(2)의 관성을 증가시키기 위하여 댐퍼(7)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, if necessary, the other end of the
상기 댐퍼(7)는 관성체 역할을 하는 원통형의 형상이 바람직하다.The
또한 상기 회전축(2)의 중앙에는 미러(5)가 장착되어 상기 회전축(2)의 회전에 의하여 미러(5) 역시 회전한다.A
상기 미러(5)는 전방의 이미지를 탐색장치(미도시)로 반사시키는 역할을 하며, 일정한 각도로 이동/정지를 반복하다, 원위치로 급히 귀환하는 운동을 지속적으로 반복한다.The
상기 구동 제어 장치(100)는 상기 2상 스텝 모터(4)를 제어하기 위한 제어 신호를 상기 2상 스텝 모터(4)의 각 상에 전송하는 역할을 한다.The drive control device 100 serves to transmit a control signal for controlling the two-
먼저 상기 미러(5)는 전방의 이미지를 탐색하기 위하여 회전하며, 상기 회전 각도의 구동 프로파일(8)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 0 모드, 1 모드, 2 모드, 3 모드, 4 모드, 5 모드, 6 모드로 구분되며, 6 모드 위치가 완료된 후에는 0 모드로 귀환하여 한 주기가 완료된다. First, the
상기 이동 각도는 5도에서 10도 사이이며, 이동 각도는 동일하게 구현하나, 필요한 경우에는 각 모드마다 달리 구현한 수 있다.The movement angle is between 5 degrees and 10 degrees and the movement angle is the same, but may be implemented differently for each mode if necessary.
상기 이동 각도가 10도 미만인 경우에는 전방 전체를 탐색하는 시간이 증가하게 되어 불리하며, 10도를 초과하는 경우 전방의 분해능이 떨어지는 단점이 있다When the moving angle is less than 10 degrees, the time for searching the whole front increases, which is disadvantageous. On the other hand, when the moving angle exceeds 10 degrees,
그리고 수평 구간에서 시간은 0-6 모드의 진행은 25msec이내로 제한하며, 마지막 6 모드에서 0모드의 귀환 시간은 적어도 50msec 이내로 제한한다.In the horizontal interval, the time is restricted to within 25 msec in the 0-6 mode, and the feedback time in 0 mode is limited to at least 50 msec in the last 6 modes.
또한, 전체 한 주기의 시간은 적어도 250msec이내가 되도록 구동한다.Further, the time of the entire one cycle is driven to be at least 250 msec.
한편, 상기 수평 구간은 미러(5)의 회전이 정지되는 구간이며, 실제 미러(5)는 세틀링 타임의 영향으로 미소하게 진동하나, 그 진동은 0.005도 이내여야 하고, 적어도 수평 구간의 끝 5msec 이전에 상기 진동을 만족해야 지만, 탐색장치가 미러 이미지를 수신할 수 있다.Meanwhile, the horizontal section is a section in which the rotation of the
상기 스텝 모터(4)의 가장 바람직한 회전은 상기 구동 프로파일(6)과 동일하나, 실제 회전축(2) 및 미러(5)의 관성에 의하여 일정한 딜레이 및 오버슈터에 의한 세틀링 타임이 발생하며, 상기와 같은 딜레이 및 세틀링 타임을 최소화하는 제어를 본 발명의 방식으로 구현한다.The most preferable rotation of the
본 발명에 따른 미러 구동 제어 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 2상 스텝 모터(4), 위치제어기(110), 속도제어기(130), 좌표변환기(140), 벡터제어기(160), 스위칭기(180)를 포함하여 구성되며, 엔코더(3)에 의하여 감지되는 모터(4)의 각도 정보는 필요한 곳에 피드백된다.4, the mirror drive control apparatus 100 according to the present invention includes a two-
먼저 구동 프로파일(8)의 값인 θm*이 상기 위치제어기(110)에 입력되며, 상기 위치제어기(110)의 출력 ωm*은 속도제어기(130)의 입력으로 인가된다.First, θm *, which is the value of the driving profile 8, is input to the
여기서, θm은 회전축(2)의 실제 위치(기계각)이며, ωm은 실제 속도이다.Here,? M is the actual position (mechanical angle) of the
한편, 상기 2상 스텝 모터(4)는 2상 동기전동기와 동일한 구조로 회전 좌표계에서 입력되는 d, q축의 전압 Vd, Vq와 2상 스텝 모터(4)의 회전 각도를 이용하여 고정자 좌표계 a상 및 b상 전압으로 좌표 변환한 전압 Vas, Vbs가 벡터제어기(160)를 거쳐 2상 스텝 모터(4)를 제어하는 실제 전압 벡터와 인가 시간을 결정한다.On the other hand, the two-
상기 벡터제어기(160)에서 결정된 전압 벡터와 인가 시간이 상기 스위칭기(180)를 거쳐 최종 2상 스텝 모터(4)를 제어하는 구성이다.And the voltage vector and the application time determined by the
상기 구성을 구체적 도 5 및 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.The above configuration will be described in detail with reference to Figs. 5 and 6. Fig.
상기 위치제어기(110)는 구동 프로파일(8)의 값인 θm*과 회전축(2)의 기계각인 θm를 입력받아 가산하는 제1가산기(111)와 상기 제1가산기(111)의 출력 값을 입력받아 PI제어를 수행하는 제1PI제어기(112) 및 제1PI제어기(112)의 출력을 적분하는 제1적분기(113)를 포함하여 구성된다.The
또한, 상기 속도제어기(130)는 상기 위치제어기(110)의 출력값과 실제 회전축(2)의 회전속도를 입력받아 가산하는 제2가산기(131)과 상기 제2가산기(131)의 출력값을 입력받아 PI제어를 수행하는 제2PI제어기(132) 및 제2PI제어기(132)의 출력을 적분하는 제2적분기(133)를 포함하여 구성된다.The
한편, 상기 좌표변환기(140)는 상기 속도제어기(130)의 출력값 iqe*와 제1변환기(143)의 출력값인 iqe를 입력받아 가산하는 제3가산기(141)와 상기 제3가산기(141)의 출력값을 제어하는 제3PI제어기(145), 상기 제3PI제어기(145)의 출력값을 적분하는 제3적분기(147), 상기 제3적분기(147)의 출력값과, 후술하는 제4적분기(148)의 출력값을 기초로 하여 엔코드 위치인 전기각θe에서 전압 지령 vas*값을 출력하는 제3변환기(149)를 포함한다.The coordinate
여기서 제1변환기(142)는 상기 2상 스텝 모터(4)의 2상 AC 전류 ias, 및 ibs를 검출하여 전기각 θe를 기초로 ias와 동일한 iqe를 출력한다.Here, the
한편, 제4가산기(142)는 "0"값인 ide*와 제2변환기(144)의 출력값인 ide를 입력받아 가산하고, 상기 제4가산기(142)의 출력은 제4PI제어기(146)에 입력되고, 상기 제4PI제어기(144)의 출력은 제4적분기(148)에 입력된다.On the other hand, the
상기 제4적분기(148)의 출력값은 상기 제3적분기(147)의 출력값을 기초로 하여 엔코드 위치인 전기각 θe에서 제4변환기(150)에 의하여 전압 지령 vbs*를 출력한다.The output value of the
상기 제2변환기(144) 역시 상기 제1변환기(143)과 동일한 기능이나, ibs와 동일한 ide를 출력한다.The second converter 144 also has the same function as the
상기 좌표변환기(140)의 출력값 vas* 및 vbs*는 이후 벡터제어기(160)에 입력되며, 상기 벡터제어기(160)는 vas* 입력에 대하여 제5적분기(161), 제1비례기(163), 제7적분기(165), 제1비교기(167) 순의 연산이 수행되어 최종 PWM A값이 출력된다.The output values vas * and vbs * of the coordinate
또한 vbs* 입력에 대하여 제6적분기(162), 제2비례기(164), 제8적분기(166), 제2비교기(168) 순의 연산이 수행되어 최종 PWM B값이 출력된다.Further, the operations of the
이때, 상기 제1비교기(167) 및 제2비교기(168)는 발생기(169)에서 발생되는 파형과 비교하여 차이값을 출력한다.At this time, the
상기 벡터제어기(160)의 출력값은 이후 스위칭기(180)에 입력되며, 상기 스위칭기(180)는 상기 벡터제어기(160)의 출력값을 기초로 실제 2상 스텝 모터(4)를 회전시킨다.The output value of the
상기와 같이 본원 발명에 따른 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치(100)에 따른 미러(5)의 구동 프로파일(8)과 상기 구동 프로파일(8)에 따른 실제 미러(5)각도를 도 7에 도시하였다.As described above, the angle of the
여기서 구동 조건은 먼저, 구동명령을 인가하면 구동 제어 장치(100)에서 모스텝 모터(4)의 d축 전류를 인가하여 구동을 위한 초기 위치를 재설정하고, 초기 위치가 설정되면 미러 구동방향으로 5rpm으로 이동중 엔코드(3) Z펄스를 만나면 기계각 0으로 인식한다.In this case, when the drive command is applied, the drive control device 100 applies the d-axis current of the
구동 프로파일(8) 명령을 인가하면 기계각 22.5도 이동 후 구동 프로파일(8)로 무한 반복을 수행하면서 일정한 조건에 만족되는 지점에서 탐색장치의 작동을 위한 싱크정보를 상기 탐색장치에 송신한다.When the drive profile 8 command is applied, the machine moves 22.5 degrees and performs infinite repetition with the drive profile 8, and sends sink information for operation of the search device to the search device at a point satisfying a certain condition.
상기 싱크정보가 도달되면, 탐색장치가 미러(5)의 이미지를 수신한다.When the sync information is reached, the search device receives the image of the
상기 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치(100)는 요구되는 구동 프로파일(6)에 충분한 정확도로 제어됨을 확인할 수 있으며, 특히 탐색장치가 충분히 미러(5) 이미지를 수신할 수 있는 시간과 정확도를 나타냄을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 7, it can be seen that the mirror driving control apparatus 100 for an IR search tracking apparatus according to the present invention is controlled with sufficient accuracy to a required driving
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And all of the various forms of embodiments that can be practiced without departing from the technical spirit.
1: 베이스 2: 회전축
3: 엔코더 4: 2상 스텝 모터
5: 미러 6: 모터 회전축
7: 댐퍼 8: 구동 프로파일
10: 미러 구동체 100: 미러 구동 제어 장치
110: 위치제어기 111: 제1가산기
112: 제1PI제어기 113: 제1적분기
130: 속도제어기 131: 제2가산기
132: 제2PI제어기 133: 제2적분기
140: 좌표변환기 141: 제3가산기
142: 제4가산기 143: 제1변환기
144: 제2변환기 145: 제3PI제어기
146: 제4PI제어기 147: 제3적분기
148: 제4적분기 149: 제3변환기
150: 제4변환기 160: 벡터제어기
161: 제5적분기 162: 제6적분기
163: 제1비례기 164: 제2비례기
165: 제7적분기 166: 제8적분기
167: 제1비교기 168: 제2비교기
169: 발생기 180: 스위칭기1: Base 2: Rotary shaft
3: Encoder 4: Two-phase step motor
5: Mirror 6: Motor rotation axis
7: damper 8: drive profile
10: mirror driving body 100: mirror driving control device
110: Position controller 111: First adder
112: first PI controller 113: first integrator
130: speed controller 131: second adder
132: second PI controller 133: second integrator
140: Coordinate transformer 141: Third adder
142: fourth adder 143: first converter
144: second converter 145: third PI controller
146: fourth PI controller 147: third integrator
148: fourth integrator 149: third converter
150: fourth converter 160: vector controller
161: Fifth integrator 162: Sixth integrator
163: First proportional unit 164: Second proportional unit
165: seventh integrator 166: eighth integrator
167: first comparator 168: second comparator
169: Generator 180: Switching device
Claims (9)
상기 구동 제어 장치는 입력되는 미러 회전 각도의 구동 프로파일을 목표로 상기 2상 스텝 모터를 제어하며,
상기 구동 프로파일은 미러의 회전 각도를 나타내는 다수의 모드로 이루어지며, 상기 모드는 작은 각에서 시작하여 증가하는 형태로 각 모드가 순차적으로 배치되며,
상기 구동 제어 장치는 상기 구동 프로파일의 한주기 구동이 완료되는 경우 최초의 모드로 귀환하여 다시 상기 구동 프로파일을 목표로 상기 2상 스텝 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치.
The stepping motor is controlled by a mirror driving body in which an encoder is attached to one end of the rotation shaft to detect a rotation angle and the motor rotation axis of the driving two-phase step motor is directly connected to the other end, A mirror drive control apparatus for an infrared search tracking apparatus including a drive control apparatus,
Wherein the drive control device controls the two-phase stepping motor with a target driving profile of an input mirror rotation angle,
Wherein the driving profile comprises a plurality of modes representing the rotation angle of the mirror, wherein the modes are sequentially arranged starting from a small angle and increasing,
Wherein the drive control device controls the two-phase step motor to return to the first mode when the one-period drive of the drive profile is completed and to target the drive profile again. .
The apparatus of claim 1, wherein the mode includes a 0 mode starting at 0 degree and a 1 to 6 mode sequentially increasing sequentially.
The apparatus according to claim 2, wherein the angle between the respective modes is 5 degrees to 10 degrees.
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a damper for increasing rotational inertia of the rotary shaft at the other end of the motor rotary shaft of the two-phase step motor.
구동 프로파일과 실제 회전축의 회전각이 입력되는 위치제어기;
상기 위치제어기의 출력과 회전축의 실제 회전속도가 입력되는 속도제어기;
상기 속도제어기의 출력, 회전축의 전기각, 2상 스텝 모터의 전류값을 이용하여 회전 좌표를 고정 좌표로 변환하는 좌표변환기;
상기 좌표변환기의 출력을 입력받아 전압 펄스를 발생하는 벡터제어기; 및
상기 벡터제어기의 출력값을 이용하여 상기 2상 스텝 모터에 전압을 인가하는 스위칭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치.
The drive control apparatus according to claim 1,
A position controller to which a driving profile and a rotation angle of an actual rotation axis are input;
A speed controller for receiving an output of the position controller and an actual rotation speed of the rotation axis;
A coordinate converter for converting rotational coordinates into fixed coordinates by using an output of the speed controller, an electrical angle of the rotational axis, and a current value of the two-phase step motor;
A vector controller receiving the output of the coordinate converter and generating a voltage pulse; And
And a switch for applying a voltage to the two-phase stepper motor using an output value of the vector controller.
구동 프로파일과 회전축의 실제 기계각을 가산하는 제1가산기;
상기 제1가산기의 출력값을 연산하는 제1 PI제어기; 및
상기 제1 PI 제어기의 출력값을 적분하는 제1 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the position controller comprises:
A first adder for adding the actual mechanical angle of the drive shaft and the rotational axis;
A first PI controller for calculating an output value of the first adder; And
And a first integrator for integrating the output value of the first PI controller.
상기 위치제어기의 출력값과 회전축의 실제 회전속도를 가산하는 제2가산기;
상기 제2가산기의 출력값을 연산하는 제2 PI제어기; 및
상기 제2 PI제어기의 출력값을 적분하는 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the rate controller comprises:
A second adder for adding an output value of the position controller and an actual rotation speed of the rotation axis;
A second PI controller for calculating an output value of the second adder; And
And an integrator for integrating an output value of the second PI controller.
상기 속도제어기의 출력값과, q상의 전류를 가산하는 제3 가산기;
상기 2상 스텝 모터의 전류 측정값과 상기 엔코더에 의한 회전축의 전기각으로 결정되는 q상의 전류를 출력하는 제1변환기;
0의 값을 갖는 d상의 전류 목표값과 d상의 전류를 가산하는 제4 가산기;
상기 2상 스텝 모터의 전류 측정값과 상기 엔코더에 의한 회전축의 전기각으로 결정되는 d상의 전류를 출력하는 제2변환기;
상기 제3 가산기의 출력을 적분하는 제3적분기;
상기 제4 가산기의 출력을 적분하는 제4적분기;
상기 제3적분기의 출력과 상기 제4적분기의 출력과 전기각을 고려하여 a상의 목표전압을 출력하는 제3변환기; 및
상기 제4적분기의 출력과 상기 제3적분기의 출력과 전기각을 고려하여 b상의 목표전압을 출력하는 제4변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the coordinate transformer comprises:
A third adder for adding the output value of the speed controller and the q phase current;
A first converter for outputting a current measurement value of the two-phase stepping motor and a q-phase current determined by an electric angle of the rotary shaft by the encoder;
A fourth adder for adding the d-phase current to the d-phase current target value having a value of 0;
A second converter for outputting a current measurement value of the two-phase stepping motor and a d-phase current determined by an electric angle of the rotary shaft by the encoder;
A third integrator for integrating an output of the third adder;
A fourth integrator for integrating an output of the fourth adder;
A third converter for outputting a target voltage on a phase taking into account an output of the third integrator, an output of the fourth integrator, and an electric angle; And
And a fourth converter for outputting a b-phase target voltage in consideration of the output of the fourth integrator, the output of the third integrator, and the electrical angle.
상기 좌표변환기의 a상 목표전압을 적분하는 제5 적분기;
상기 제5 적분기의 출력을 연산하는 제1 비례기;
상기 제1 비례기의 출력을 적분하는 제7 적분기;
상기 제7 적분기의 출력과 발생기의 출력의 차이를 출력하여 PWM A 전원을 출력하는 제1 비교기;
상기 좌표변환기의 b상 목표전압을 적분하는 제6 적분기;
상기 제6 적분기의 출력을 연산하는 제2 비례기;
상기 제2 비례기의 출력을 적분하는 제8 적분기; 및
상기 제8 적분기의 출력과 발생기의 출력의 차이를 출력하여 PWM B 전원을 출력하는 제2 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 탐색 추적 장치용 미러 구동 제어 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the vector controller comprises:
A fifth integrator for integrating the a-phase target voltage of the coordinate converter;
A first proportional unit for calculating an output of the fifth integrator;
A seventh integrator for integrating the output of the first proportional unit;
A first comparator for outputting a difference between an output of the seventh integrator and an output of the generator to output a PWM A power;
A sixth integrator for integrating the b-phase target voltage of the coordinate converter;
A second proportional unit for calculating an output of the sixth integrator;
An eighth integrator for integrating an output of the second proportional unit; And
And a second comparator for outputting the difference between the output of the eighth integrator and the output of the generator to output the PWM B power.
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