Canopen控制伺服驱动中文资料（使用者手册）
Canopen协议控制埃斯顿伺服驱动使用者中文版手册，可以帮助初学者理解canopenEsTUN埃斯自动化伺服使用于册目录第章概述1.1cAN主要相关文档1.2本手册使用的术语和缩语1.3 CANopen概述第章接线和连接第章通讯3.1cAN标识符分配表3.2服务数据对象SD03.3过程数据对象PD03.4SYNC报文3.5 Emer gency报文3.6 HEARTBEAT报文3.7网络管理(NMT)第章单位换算单元4.1单位换算相关参数4.2 Position factor4.3 Ve locity factor4. 4 Acceleration factor第章位置控制功能第章设备控制6.1控制状态机6.2设备控制相关参数6. 2. 1 Contro/word6.2.2 Statusword6. 2.3 Shutdown option code6.2.4 Disab/e operation option code6.2.5 Quick stop option code6.2. 6 Ha/t option code6.2.7 Fault reaction option code第章控制模式7.1控制模式相关参数7. 1.1 Modes of operation7. 1.2 Modes of operation disp/ay7.2回零模式( HOM I NG MODE)7.2.1回零模式的控制字7.2.2回零模式的状态字EsTUN埃斯自动化伺服使用于册7.2.3回岺模式相关参数7.2.4回零方法3速度控制模式(PROF| LE VEL0 CITY MODE)7.3.速度模式的控制字7.3.2速度模式的状态字7.3.3速度控制模式相关参数7.4位置控制模式(PR0FLEP0s|T0NM0DE)74.1位置模式的控制字7.4.2位置模式的状态字7.4.3位置控制相关参数7.4.4功能描述7.5位置插补控制模式( I NTERPLATION P0S| TION MODE)7.5.1位置插补馍式的控制字7.5.2位插补模式的状态字7.5.3位置插林控制关参数7.5.4功能描述第章通讯相关参数控制模式第章通讯例程9.1S00操作2PD0配置9.3位置控制例子( Profile positon mode)4位置插补控制( Interplate position Mode)9.5回零第章其他功能10.1总线输入10.2占位对象附录对象字典表EsTUN埃斯自动化伺服使用于册第章概述1CAN主要相关文档2本手册使用的术语和缩语控制器局域网在自动化国际用户和制造商协会中的通讯对象,在网络上的一个传输单元。数据在内部沿着整个网络传输。本身是消息帜的一部分。电子数据表,在配置网络时需要使用的一个节点专用格式文件。文件包含关于节点及其字典对象(参数)的常规信息。层管理,给定模型中的应用层服务元素之一。它用来配置给定模型中每层的参数网络管理给定模型中的应用层服务元素之一。它负责网络上的初始化、配置和故障处理。在本地存储某个设备所识别的所有通讯对象()。参数参数是驱动器的一个操作指令。可以使用驱动器操作面板或者诵过来读取和修改参数进程数据对象,一种用来传输时间关键数据,比如控制命令、给定值和实际值。表示只读访问。表示读写访问EsTUN埃斯自动化伺服使用于册服务数据对象,一种用来传输非时间关键数据,比如参数。3 CANopen概述是一个基于(控制局域网)串行总线系统和(应用层)的高层协议假定相连设备的硬件带有一个符合标准的收发器和一个控制器。通讯协议包括周期和事件驱动型通讯,不仅能够将总线负载减少到最低限度,而且还能确保极短的反应时间。它可以在较低的波特率下实现较高的通讯性能,从而减少了电磁兼容性问题,并降低了电缆成本设备协议定义了直接访问变频器参数机制以及时间关键进程数据通讯满足(自动化中的)标准(变频器和运动控制),只支持刮造商专用操作模式。所用的物理介质是符合标准,采用分驱动机制和公共反馈的双线总线。总线的最大长度取决于通讯速度,具体规定如下通讯波特率最大总线长度从理论上来说,最多可以有个节点。不过,在实际应用中,最大节点数量取决于所用收发器的性能。更多信息可参见自动化国际用户和制造商协会的文献(EsTUN埃斯自动化伺服使用于册第章接线和连接通讯用连接器的端子排列端子记号名称功能保留通讯用端子隔离地通讯用端子通讯用端子通讯用端子注:的、引脚不能短接在一起。通讯用连接器的端子排列端子记号名称功能保留通讯用端子隔离地通讯用端子通讯用端子通讯用端子呕动器总是作为通讯电缆输入端子,总是作为通讯电缆输出端子(如昊还需连接从站,电缆从该端子连接到下一从站设备;如果不需连接其他从站,可以在该端子加终端电阻)。多台驱动器连接时,严禁直连任意台驱动的举例,网络由三台驱动器组成,电缆接线如下驱动器的的→驱动器的,的驱动器的欧终端电阻总线线路必须用在和线之间每端连接的欧姆()电阻来终接,如下所示。CAN-SHIELDCAN-SHIELDICAN-SHIELDCAN-GNDCE CAN-GND XXCAN-GND120g2CAN-HCAN-HCAN-H1209总线电缆请选用有两对双绞线的带屏蔽层电缆:一对双绞线分别接和,另外一对双绞线直接接EsTUN埃斯自动化伺服使用于册第章通讯提供了所有的网络管理服务和报文传送协议,但并没有定义对象的内容或者正在通讯的对象的类型(它只定义了,没有定义),而这正是切入点。是在基础上开发的,使用了通讯和服务协议子集,提供了分布式控制系统的一种实现方案。在保证网络节点互用性的同时允许节点的功能随意扩:或简单或复杂。的核心概念是设备对象字典(),在其它现场总线)系统中也使用这种设备描述形式。通讯通过对象字典()能够访问驱动器的所有参数。注意对象字典不是的部分,而是在中实现的。通讯模型定义了如下几种报文(通讯对象)缩写详称说明用于非时间关键数据,比如参数用于传输时间关键进程数据(给定值、控制字、状态信息等)。用于同步节点。用于传输驱动器的报警事件。用于网络管理。用于监测所有节点的生命状态通过数据帧在主机(控制器〕和总线节点之间传输数据。下图说明了数据帧的结构。仲裁域帧头控制域数据域校验域应答域帧尾(通讯对象标识符)(远程请求或位本驱动器暂不支持远程帧。其中(通讯对象标识符)分配:功能码(节点地址)STUN埃斯自动化伺服使用于册3.1CAN标识符分配表功能码相应通讯参数通讯对象(进制)进制在中的索引(发送)(接受)(发送)(接受)(发送)(接受)(发送)(接受)(发送)(接受)注意的发送接受是由()节点观察的。本驱动器的支持个发送个接受。EsTUN埃斯自动化伺服使用于册3.2服务数据对象SD0用来访问一个设备的对象字典。访问者被称作客户对象字典被访问且提供所请求服务的设备被称作服务器客户的报文和服务器的应答报文总是包含字节数据(尽管不是所有的数据字节都一定有意义)。一个客户的请求一定有来自服务器的应答。有种传送机制加速传送(最多传输字节数据分段传送(传输数据长蒉大于字节基本结构如下命令对象索引对象子索引报文对参数读写操作格式Read commandsWrite commandsLOW-Byte of main index(hex)High-Byte of main index(hex)UINT8/NT8Subindex(hex)Token for 8 bitCommand 40 IXO X1 su2FhIDⅨX1sUDoAnswer4Fn IXO IX1 SU DO60hIoⅨX1sUUINT16/INT16Token for 8 BitToken for 16 BitCommand40nX0Ⅸ1sU2BhⅨ0Ⅸ1 SU DO D1Answer4BnIX0Ⅸ1SUD0D160hl0Ⅸ1SUToken for 32 BitUINT32/NT32Token for 16 BitCommand 40Xo X1 SU23IoⅨX1 SU DO D1D2D3Answer43nⅨ0Ⅸ1SUD0D1D2D360hDXoⅨX1sUToken for 32 Bit举例
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相控阵雷达接收技术-相控阵雷达技术丛书
接收技术是相控阵雷达最基本的技术之一。本书全面分析了相控阵雷达通道接收技术、相参频率合成技术、波形产生和激励源技术，这三部分内容涵盖了完整的相控阵雷达接收技术，具体有：相控阵雷达对接收机性能的要求，接收机的构成和主要功能；噪声的特性、来源，噪声系数及其测量方法和动态范围；多通道接收、计算机辅助测试和接收机监控技术；现代雷达中开始出现的数字接收技术；相位噪声的特点，在时域和频域表征它的参数和术语，对它的测量方法以及它对雷达性能的影响；基本的频率合成技术，特别详细地介绍了近年来出现的直接数字式频率合成技术；雷达发射波形和激励信号产生技术；相控阵雷达数字化接收技术的新进展。.目录Ⅻ3.4普遍情况下的网络噪声特性2了3.4.1多频网终的噪声特性303.4.2级联网络的噪声特性pt.自d鲁333.4.3超外差雷达接收机网络级联分析…39接收机灵敏度403.6相控阵雷达接收阵面的有效噪声温度3.6.1相控阵雷达有源天馈线阵面的主要类型433.6.2各类天线阵的有效噪声温度453.7噪声系数的测量463.7.1噪声源…463.7.2Y因子法…∴……483.7.3自动测量法3.7.4噪声直接测量法543.8内部干扰——电磁兼容性设计………553.8.1滤波与带宽的优化56.8.2中频频率的优化59参考文献…60第4章通道接收机的其他性能…624.1动态范围………624.1.1增益设计和增益分配634.1.2接收机输入端回波信号的动态范围……644.1.3接收机设备的动态范围674.1.4接收机的增益控制704.1.5接收机动态范围对MTI改善因子的影响4.2多通道接收机…………724.2.1多通道接收机的特性……724.2.2多通道接收机性能对相控阵雷达性能的影响…………………724.3通道接收机的计算机辅助测试(CAT)技术………734.3.1计算机自动测试基本原理和系统构成鲁非■鲁鲁章鲁∴…744.3.2单通道性能测试………………764.3.3通道间幅相一致性测试77相控阵雷达接收机的监控与BIT784.4.1相控阵雷达接收机监控和BⅠT的必要性、内容与方法4.4.279参考文献80Ⅻ相控阵雷达接收技术第5章数字接收机及采样定理1数字接收机的意义815.1.1雷达数字接收机的关键技术5.1.2数字接收机对雷达通道接收机性能的影响82低通采样定理…825.2.1采样845.2.2量化883中频数字化895.3.1带通釆样定理。曲自B自鲁鲁鲁5.3.2带通采样的进一步分析94降低噪声和杂散的方法97参考文献106第6章模数变换(ADC)技术…………………………………1086.1ADC的类型及其特性1086.1.1闪烁型或全并行型1096.1.2流水线型1106.1.3逐次逼近型………………·即.·看··罪·如自鲁6.1.4∑一△型……1126.2ADC主要性能分析…………………………………1146.2.1转换速率1166.2.2分辨力∴…1176.2.3增益误差非自自1176.2.4量化噪声1176.2.5输出信噪比暂最DD1216.2.6有效位……1226.2.7非线性失真及无杂散动态范围………………………………1246.2.8谐波失真…1256.2.9输入带宽,小信号带宽,全功率带宽…∴1266.2.10积分非线性误差和微分非线性误差1276.2.11漏码…1306.2.12直流偏移……………1306.2.13采集时间、孔径时间、孔径延迟时间和有效孔径延迟时间…1306.2.14孔径不确定性噪声1326.2.15噪声功率比1346.2.16缓冲放大器…136日录上絮6.2.17数字接收机与系统噪声系数………………1366.2.18ADC对雷达性能的影响138参考文献140第7章解调技术…1417.1解调技术的主要性能指标7.2模拟信号的解调●·普鲁啬1443无混频数字信号的解调1467.3.1数字正交检相器的一般原理∴…1477.3.2希尔伯特滤波法1487.3.3低通滤波法…………………1497.3.4插值法………………………1517.3.5数字乘积检相(DPD)法………1527.4采样率转换技术1537.4.1抽取……1537.4.2内插1545高效数字滤波器1567.6数字下变频器…7.6.1实现数字下变频的方法1617.6.2ASIC方法1617.6.3FPGA方法……甲·普···………………165参考文献…171第8章频率合成器的各项性能、相位噪声及其测量方法∴……1738.1频率合成器的主要性能指标1738.1.1工作频率范围及频率捷变点数…1738.1.2工作频率、频率准确度及长期频率稳定度……1748.1.3输出功率1748.1.4频率转换时间及其测试技术174频率稳定度或相位噪声………………1758.1.6谐波与杂散1768.1.7撷率推移1778.1.8频率牵引●●4……1778.1.9频率复现性1778.1.10开机特性1778.2频率稳定度及其表征………1788.2.1频率稳定度对于现代雷达的意义178Ⅻ相控阵霅达接收技术82.2相位噪声的产生………1838.2.3雷达频率源的频率稳定度砑究特点1938.2.4相位噪声的谱密度分布∴……………………19582.5频率稳定度的表征……1978.3频率稳定度的测量技术·。由击●果●………………………2128.3.1时域一阿仑方差测量法…2138.3.2频域测量方法之直接频谱仪法………………218.3.3频域测量方法之二—一相位检波法…∴…2178.3.4频域测量方法之三——鉴频法2238.3.5附加噪声的测量………………2248.3.6信号源调幅噪声的测量……2258.3.7脉冲信号相位噪声的测量技术…………226参考文献………230第9章频率源性能对雷达性能的影响……2329,1对雷达接收机噪声系数的影响2329.2对雷达接收机选择性的影响………2339.3对接收机动态范围的影响………2339.4对脉冲压缩性能的影响……鲁·鲁命鲁自着·非最单·非“·p看自·鲁·要罪要·D·身看2339.5对动目标显示性能的影响…2349.5.1动目标显示技术的基本原理……D●鲁2349.5.2颊率稳定度对MTI的影响…2369.6对脉冲多普勤雷达的影响240参考文献241第10章频率合成器的构成●鲁。看,·自·非24210.1直接模拟式频率合成技术……24210.2间接模拟式频率合成技术(锁相环技术)…………………24410.3直接数字式频率合成技术24610.3.1DDS的基本工作原理24710.3.2DDS输出信号的质量…25010.3.3DDS杂散的抑制……25710.3.4DDS输出频率的扩展26010.3.5数模变换器(DAC)26010.4组合式频率合成技术……………26710.4.1锁相环/直接式合成技术26710.4.2DDS/锁相环式合成技术268目录X参考文献………………………268第11章发射波形和激励信号产生技术27011.1发射波形的产生…………270模拟产生法27111.1.2数字产生法27411.2激励信号的产生……………28011.2.1直接中频信号产生…28011.2.2正交调制技术和上变频技术……………28111.3激励信号带宽的扩展一超宽带信号的产生……………28511.3,1基带信号带宽的展宽…………………………28511.3.2调制器的选择28611.3.3倍频技术28711.4激励信号质量分析自自自自「非28711.4.1基带波形的质量…28711.4.2正交调制器输出信号的质量……鲁。·香卵2811.4.3信号质量对匹配滤波一脉冲压缩性能的影响……290I1.4.4信号质量对去斜处理性能的影响……………293参考文献…297第12章数字化接收技术的新进展…………………………29912.1数字阵雷达(DAR)的发展历史及现状29912.2数字收发组件和数字接收机30312.3微波ADC技术…看·曲·鲁·鲁非自●。·带垂垂…30712.4光学ADC技术…………………………………31012.4.1电子ADC在提高ADC的动态范围一釆样频率积时的局限性……31112.4.2光学ADC的分类及几种主要类型的特性…31412.4.3光电ADC芯片……………32412.4.4光学模数变换器的应用…∴………32612.5多芯片组件(MCM)技术32612.6直接数字频率合成技术、数字波形产生和数字上变频技术……327参考文献328符号表………331缩略语340第1章概论1.1相控阵雷达接收分系统的构成部完整的相控阵雷达接收分系统的构成如图1.1所示,它包含了通道接收机、频率源和激励源(含雷达波形产生器)三个组成部分通道接收机模拟接收机或模拟前端数字接收机来自天线阵面的去DBF网络或射频信号模拟接收机或模拟前端数字接收机信号处理机1模拟接收机或模拟前端数字接收机频率源基准频率变频器及僧频器霎达基带波形产生器激励源图1.1相控阵雷达接收分系统的构成通道接收机是雷达回波信号的通道,它接收来自相控阵天线阵面的雷达回波信号。模拟接收机对回波信号首先进行一系列模拟处理,包含保护接收机免烧毁或饱和的有源/无源小功率限幅器、为机内检测(BⅠT)而设置的低插损定向耦合器、低噪声放大器(LNA)、下变频器。第一下变频器是借助于雷达频率源产生的本振信号(f()将微波射频回波信号下变频至固定的中频频率。变频次数可以是一次、两次或三次,视雷达的工作频段高低和中频频率优化结果而定,它们的作用2相控庥管达接取技术是逐渐将中频频率降低到合适的频率。接收机在中频频段,除对回波信号进行放大之外,还会对回波信号的带宽进行匹配或准匹配滤波;为了压缩回波信号的瞬时动态范围,在射频段或中频段,对通道的总增益进行灵敏度时间控制(STC);对多路通道之间的幅度/相位一致性进行调整;为后续的数字接收机设置防混叠滤波器。结构简单的模拟接收机有时又称为模拟前端雷达回波信号,经过模拟接收机的上述处理之后进人数字接收机,在数字接收机中首先是对模拟回波信号进行采样和量化分层,变换为特定字长和特定数据率的数字信号,高速率的数字信号进入数字下变频器(DDC),在一对正交数字乘法器中,借助于数控振荡器(NCO)把模数变换器采集到的数字信号解调出数字基带信号。为了与后续的数字信号处理机速率匹配,往往还要进行数据率的抽取和进步的数字匹配滤波,最后以极坐标或直角坐标的格式输出数字信号去进行数字波束形成或雷达数字信号处理回波信号数字化的切入点是根据雷达工作频段、回波信号带宽和模数变换器的采样速率等因素决定的,可以是在低中频,高中频,甚至于射频、微波频毀进行数字化。目前模数变换器的釆样率多在几兆赫至1吉赫范围内,国际上也出现了几吉赫以上采样率的模数变换器。模数变换器的采样率高低,决定了模拟接收机的繁简程度,技术的发展趋势是促成直接在射频或微波频段进行回波信号的数字化相控阵雷达接收分系统的第一个重要组成部分是通道接收机。通道接收机的通道数目多少取决于相控阵雷达的功能,这在本书第2章进行详细叙述。最简化的情况是采用三通道的单脉冲测角体制,为了进行副瓣对消,会增加副瓣对消接收通道,如果作为机载、星载相控阵雷达,还会设置对海接收通道和保护通道。对于采用数字波束形成技术的相控阵雷达,可以将天线阵面分割成若干个子阵,每个子阵后置一路通道接收机,也可以每个天线辐射单元后置一路通道接收机。相控阵雷达接收分系统另一个重要组成部分是雷达频率源,有时又称为雷达频率合成器,它是以一个高质量振荡器作为频率基准,经过不同方法的综合形成的,在本书第10章介绍了三种不同的类型,即直接模拟式频率源、间接模拟式频率源(即锁相环式频率源)、直接数字式频率源,以及它们相互结合的组合式频率源它提供通道接收机和雷达激励源所需的各本振信号、数字接收机和雷达波形产生器所需的采样信号()和时钟信号(f),除此之外,雷达频率源还向雷达定时器提供定时基准信号。相控阵雷达接收分系统第三个组成部分是所谓的雷达激励源,它实际上就是相控阵雷达发射机的前端部分。雷达激励源由上变频器和雷达波形产生器组成雷达波形产生器往往是数字式可编程的,它以直接式频率综合器(DDS)芯片为核心。理论上讲这种构成的波形产生器可以产生任意多种雷达工作波形,可以任意改变脉冲宽度和雷达重复频率,可以进行任意形式的调制:例如脉冲雷达常用的线第1章概论性调频、非线性调频和脉冲编码调制等,可以产生基带波形,也可以产生中频波形,可以产生正交的1/Q分量信号,也可以产生合成单边带信号上变频器:正如同通道接收机的下变频方式,雷达激励源可以采用上变频方式,将雷达波形产生器输出的中频信号借助雷达频率源输出的本振信号上变频至发射频率,也可以在上变频基础上再倍频至雷达发射频率,这要视雷达工作频段而定。激励源输出的功率一般在几十毫瓦至几百毫瓦之间,到雷达发射机内部再经过前级放大后驱动发射机的末级功率放大器1.2相控阵雷达对通道接收技术的要求雷达接收分系统为雷达能在噪声、杂波和干扰中检测到有用目标回波信号提供通道,并进行必要的处理。相控阵雷达一般是相参雷达,接收机常常是超外差式体制,它有一个或多个中频频率。接收机首先对信号进行低噪声放大并预选,最大限度地降低内部产生的噪声和带外干扰,并使进入的射频或微波回波信号与相参本振进行变频,频率变换到中频后进一步放大和对信号带宽进行匹配滤波,再进行正交相参解调和模数变换(对于数字接收机是先进行模数变换再进行正交相参解调);为了适应回波信号在大动态范围内的变化,而通道又能工作在线性状态,需要对通道进行适当的增益控制。除以上常规功能之外,相控阵雷达对接收分系统还有如下的一些突出要求对天线接收到的目标回波信号提供污染尽量小的信号通道,并高保真地传输回波信息。因此,一般情况下,相控阵雷达接收机应为线性接收机,对信号提供线性通道。所谓“污染”,包含了设备内部产生的各种噪声以及寄生调幅和调相噪声;模数变换器的量化噪声、采样脉冲产生的孔径抖动噪声;由设备的非线性产生的谐波、互调产物;频率组合产生的组合干扰频率;各种源产生的杂散频谱。这些成分均会污染信号空间。接收机的主要任务之一就是减小这些污染源的影响,尽量扩大无污染空间。所谓信号空间,在频域的宽度是接收机的带宽,信号强度的下限就是最小可检测信号电平,但这受限于噪声电平高低,这就要抑制各种噪声来降低接收机的噪声系数,提高接收机的灵敏度,以扩展信号空间的下限,扩展信号空间的上限就是通道各电路的线性输出能力,为此,就要减小器件的各种非线性失真,合理地设计系统,比如系统增益的合理分配,增益控制的合理设计,被选用器件的线性输出能力。相控阵雷达,当采用DBF技术时,通道接收机往往是多通道的,其中对接收机最突出的要求是:为了高性能自适应天线波束的形成,对通道的幅相一致性和相互之间的隔离都提出了很高的要求,特别是在信号全动态范围内及雷达工作频段内的幅相一致性和隔离度提出了严格的要求。如果说,通道的幅相…一致性还可以通过计算机进行误差修正的话,那么通道工作的稳定性就显得更为突出。
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