大气与环境光学学报 ›› 2024, Vol. 19 ›› Issue (6): 729-738.doi: 10.3969/j.issn.1673-6141.2024.06.009
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汪文韬 1,2, 洪津 1,2*, 吴洋 2, 罗环 2, 许智龙 2
WANG Wentao 1,2, HONG Jin 1,2*, WU Yang 2, LUO Huan 2, XU Zhilong 2
摘要: 星载高精度太阳辐射照度光谱仪是观测研究太阳辐照度的重要仪器之一, 其波长扫描机构的精度很大程度 上决定了光谱测量结果的准确性。为驱动光栅达到要求的定位精度, 本文设计了以音圈电机为核心的伺服驱动系统。 根据系统所需功能, 设计了数字信号处理 (DSP) 加现场可编程门阵列 (FPGA) 的驱动控制器结构方案, 并进行了功能 划分, 随后依据所需功能设计了硬件电路和软件程序。其中硬件电路主要包括电机驱动电路、高精度电流采集电路、 位置反馈采集电路。软件程序包括DSP和FPGA两部分, DSP主要包括系统初始化、外部存储接口 (EMIF) 通讯、三环 比例-积分-微分 (PID) 计算, FPGA主要用于配合DSP的三环PID 算法, 其功能主要包括电机驱动程序、模拟/数字 (A/ D) 采样控制、编码器采样、与DSP数据交换。最后通过仿真验证、实验测试和实际应用, 验证了驱动系统的有效性, 实 现了对音圈电机的三环PID控制, 实际电机定位精度可以满足驱动光栅的设计需求。
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