基于總線控制技術(shù)的光纖定位系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在光纖光譜望遠(yuǎn)鏡，實(shí)時(shí)精確位置測(cè)量的光纖是跟蹤恒星的關(guān)鍵。LAMOST(The Large SkyArea Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)是一個(gè)反射式施密特天文望遠(yuǎn)鏡，它的最重要組成部分就是一個(gè)直徑為1.75m的焦面板，并且在焦面板上安裝有4000根光纖。除此之外，焦面板上還裝有4000個(gè)光纖定位單元，每一個(gè)定位單元都對(duì)應(yīng)著一根光纖，使其能夠達(dá)到精確定位的效果。如何讓這4000個(gè)光

2、纖節(jié)點(diǎn)相互連接，并能夠準(zhǔn)確驅(qū)動(dòng)光纖定位單元，使其轉(zhuǎn)過(guò)特定角度，是光譜望遠(yuǎn)鏡的技術(shù)難點(diǎn)。與其他的工業(yè)總線相比，CAN總線系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的對(duì)子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)能力十分穩(wěn)定且可以應(yīng)用于多種場(chǎng)合，所以選用CAN總線構(gòu)建串行通訊網(wǎng)絡(luò)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)分布式系統(tǒng)進(jìn)行有效驅(qū)動(dòng)。因而本文將采用CAN總線來(lái)搭建光纖定位系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)。
　　在LAMOST光纖定位系統(tǒng)中每個(gè)光纖定位單元上都有兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，用于控制光纖在三個(gè)維度上進(jìn)行轉(zhuǎn)角定位，采用無(wú)線技術(shù)完

3、成各個(gè)單元間的通訊。然而無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)會(huì)有無(wú)法克服的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)比較了多種分布式控制系統(tǒng)最終選定了以CAN總線通訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有限有線通訊子節(jié)點(diǎn)并對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行細(xì)分驅(qū)動(dòng)的總體方案。每個(gè)CAN總線子節(jié)點(diǎn)選用的主控制芯片都集成了CAN控制器以便于簡(jiǎn)化硬件電路的設(shè)計(jì)。由4000個(gè)子節(jié)點(diǎn)共同組成CAN總線通訊網(wǎng)絡(luò)從而搭建整個(gè)系統(tǒng)的底層。每個(gè)子節(jié)點(diǎn)通過(guò)主控芯片的I/O配置細(xì)分驅(qū)動(dòng)芯片，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)。為了完成CAN總線應(yīng)用層的協(xié)議，

4、對(duì)CAN總線的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了深入研究，對(duì)它的功能做了充分調(diào)研。為了給CAN總線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)軟件程序，需要分配通訊報(bào)文的標(biāo)識(shí)符，從而進(jìn)一步確定報(bào)文的幀格式、通信方式和濾波機(jī)制，并對(duì)報(bào)文的收發(fā)、電機(jī)控制軟件做出了設(shè)計(jì)。給出了CAN總線節(jié)點(diǎn)主函數(shù)，完成了子節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)。
　　在完成軟硬件設(shè)計(jì)之后，通過(guò)制作多個(gè)子節(jié)點(diǎn)來(lái)搭建CAN總線通訊網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)系統(tǒng)分別進(jìn)行CAN總線通訊實(shí)驗(yàn)和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，CAN總線節(jié)點(diǎn)間可以進(jìn)