为方位角/仰角天线跟踪系统选择运动控制器

导言

方位角和仰角跟踪系统（又名：云台、基座、炮塔）在军事、国防和商业行业中代表着各种各样的应用。

• 定向能量系统
• 光学底座
• 天气雷达系统
• 卫星跟踪天线
• 望远镜天文台
• 高压水炮塔（自动清洗系统和消防）
• 通用天线系统

每个应用程序都有独特的挑战，系统制造商在选择运动控制器时可能需要注意这些挑战：

1. 极高的指向和跟踪精度要求
2. 实时数据采集和与外部时钟同步
3. 极低的速度波纹可实现流畅的运动
4. 平台稳定/IMU 补偿
5. 外部遥测数据
6. 环境方面的考虑
7. 为确保数据安全而加强
   ‍

挑战‍

‍1。极高的指向和跟踪精度要求

任何系统的整体精度在很大程度上取决于机械因素，例如结构刚度、轴承跳动和传动系统中的组件选择。但是，运动控制器可以在系统精度方面发挥重要作用。诸如此类的功能 位置补偿，双回路反馈，支持高分辨率编码器， 反弹补偿，以及创建自定义算法的能力都是有助于提高系统准确性的功能。

‍
2。实时数据采集和与外部时钟同步

某些应用程序要求必须实时记录运动系统数据和来自外围设备的数据。RSI RMP 运动控制器 允许使用我们的 EtherCAT 采样率从网络上的任何设备录制多达 32 个通道 录音机。使用能够捕获高达 50kHz 采样率的专用 EtherCAT 模块，还可以录制比 EtherCAT 采样率更快的速率。RMP 主时钟也可以同步到外部时钟源。

3.极低的速度波纹可实现流畅的运动

光学系统、望远镜和定向能量系统在以非常低的速度移动时通常需要极低的速度波动。机械因素、动力传动系统选择和轴承选择对于实现这一目标非常重要，但还必须针对这一要求对控制系统进行优化。控制系统必须支持高分辨率编码器，这对于防止混叠至关重要。PIV 控制算法最适合在低速下实现更平滑的运动。

4。平台稳定/ IMU（惯性测量单元）补偿

如果要在行驶中的车辆或船只上部署天线系统，通常需要补偿安装该系统的平台的运动。必须选择运动控制器与IMU（惯性测量单元）数据集成以进行平台补偿。使用 RSI RapidCodert API 允许开发人员在专用 CPU 内核上创建在 InTime RTOS 中运行的应用程序。该架构支持对IMU数据和其他信号输入进行高速、确定性处理。开发人员可以在专用的实时操作系统应用程序中创建补偿算法并将运动命令直接输出到 EtherCAT 网络上的轴。

5。外部遥测数据

一些系统要求通过串行协议（RS485/RS422/RS232等）从外部来源提供遥测数据。在这些情况下，必须以最短的延迟处理数据，以使跟踪系统保持目标状态。使用 RSI RapidCodert API，开发人员可以在其专用 CPU 内核上的 InTime RTOS 中运行的应用程序接收串行数据。然后，他们可以直接向 EtherCAT 网络应用补偿和输出运动命令，延迟可以忽略不计。

6。环境方面的考虑

如果系统暴露在这些元素下，则必须考虑系统硬件的特殊设计注意事项。如果运动控制器可能受到此类条件的约束，则RMP运动控制器可以在坚固耐用、防水和耐高温的工业计算机上运行。

7。为确保数据安全而加强

应用程序可能需要对系统进行强化，以防可能泄露数据的风险。在某些情况下，某些操作系统甚至可能被禁止使用。RSI eRMP 运动控制器 在分布式 InTime RTOS 内核上运行。用户应用程序可以作为独立的 RapidCodert 应用程序运行，也可以通过我们的远程主机系统运行 gRPC 接口。在这种架构中，运动控制器更像是一个 “设备” 或 “黑匣子”，可以帮助保护敏感信息。
‍‍

结论

为什么要考虑为您的应用使用基于 PC 的运动控制器‍

使用传统的 PLC 和 IEC611-31 控制器很难或不可能解决其中的许多挑战。基于 PC 的系统，例如 RMP EtherCAT 运动控制器 足够强大和灵活，足以应对这些潜在的挑战。RMP 运动控制器支持多种语言，包括 C++、C#、VB、RapidScript（专有）以及 gRPC 支持的所有语言（Python、Java、Ruby、Dart、Go、Kotlin、Node、Objective-C 和 PHP）。使用这些强大的语言，开发人员可以极大的灵活性来开发他们独特的应用程序。

这个 EtherCAT 现场总线 是专为工业自动化和运动控制应用设计的高性能网络。它支持 100Mbps 总线速度、全双工，抖动可低至 1ns。EtherCAT也是一个人气爆炸式增长的开放网络，因此有大量的 制造商 他们开发了支持 EtherCat 的硬件。这创造了建筑商可以利用的各种受支持设备，包括 EtherCAT IMU 以及高速测量模块，使得 EtherCAT 成为 AZ/EL 跟踪系统制造商的热门选择。