基于 CAN 总线和 PCC 的多电机消隙天线控制系统

1 引言在高精度天线控制系统中（如跟踪卫星通信天线），精密跟踪和方位

控制对天线的传动系统精度提出了极高的要求。但是由于存在机械加工误差、

机械磨损和传动齿轮之间存在一定的间隙，既影响天线控制系统的跟踪精度，

又影响天线控制系统的稳定性。因此必须消除传动齿轮之间的间隙，提高传动

精度。为解决这一问题，人们想了很多方法。传统的方法是对机械的传动结构

进行改进。但从已知的消除齿轮间隙的方法看，它们总存在这样或那样的不足，

如结构复杂、尺寸大、承载能力差等。因此在高精度天线控制系统中传统的消

隙方法无法使用。本控制系统采用多电机来消除传动机构中的齿轮间隙，从而

提高传动精度。基于以上分析，该系统采用基于可编程计算机控制器

（Programmable Computer Controller，简称 PCC）和 CAN 总线的控制系统。多

电机消隙天线控制系统在天线控制系统中应用比较普遍，特别是对于大型雷达

天线的转台的消隙就更为常见。该案例采用目前流行的 CAN 总线技术和 PCC

等工控产品，为实现天线转台的消隙、方位、俯仰等控制功能，提供了多电机

控制的全套解决方案。该方案具有以下特点：（1）采用 CAN 总线对四台直流

调速器进行组网，不仅实现了全数字控制，而且结构简单，数据通信简便，可

靠性高。（2）数字速度调节器具有力矩均衡分配和环路控制功能。（3）实现转

台的方位、俯仰双向转动均衡式消隙。（4）高效精确的控制算法，可以实现天

线控制系统精确定位、目标跟踪、俯仰、环扫、扇扫。（5）实现三电机、双电

机或单电机的运行（降功率）。

 2 CAN 总线简介 CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，

是国际上应用最广泛的总线之一。它是一种在自动化领域内广泛使用的多线路

协议和有效地支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN 的应用范围遍