基于dsp的四余度直流舵机控制系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明属于航空领域，具体地涉及一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着对飞行器更高性能的不断追求，如何提高飞控系统性能已成为航空领域研究的重要问题之一。而对于飞控系统而言，舵机是必不可少的一部分，其性能的优劣直接制约着整个飞控系统的性能。此外，除了基本性能，系统可靠性也日益成为评价飞控系统的重要指标之一，而多余度、容错技术正是提高系统可靠性的有效措施之一。
【发明内容】
[0003]本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统；本发明系统通过容错技术及数字控制技术的融合，满足了飞控系统对于体积和质量方面的苛刻要求，同时进一步提高了系统的可靠性，在航空航天领域具有很好的应用价值。
[0004]为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0005]本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统，包括舵机驱动器和舵机本体；其中所述舵机驱动器包括核心控制CPU电路、隔离电路、驱动电路、逆变电路，还包括必要的保护电路和调理电路；所述舵机本体包括第一余度电机、第二余度电机、第三余度电机、第四余度电机及速度/位置传感器；所述核心控制CPU电路还与上位机进行相互连接；所述核心控制CPU电路的输出端分四路连接，其中第一路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第一余度电机；第二路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第二余度电机；第三路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第三余度电机；第四路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第四余度电机。
[0006]作为本发明的一种优选方案，所述核心控制CPU电路、四路连接电路、速度/位置传感器、保护电路、调理电路构成位置、速度、电流三闭环控制，所述位置、速度、电流三闭环控制均采用PID控制方式。
[0007]作为本发明的另一种优选方案，所述核心控制CPU电路采用TMS320F2812为核心；所述TMS320F2812是美国TI公司推出的C2000平台上的定点32位DSP芯片。
[0008]作为另一种优选方案，本发明电流检测采用串联电阻与模拟隔离的方法；其中模拟隔离选用精密隔离放大器IS0124。
[0009]本发明的有益效果是。
[0010]本发明提供了一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统，采用反馈和前馈相结合的复合控制策略提高了系统动态响应，研究了并行/主动模式和工作/备份模式两种余度管理策略。实验表明，该系统达到了电动舵机系统要求，同时具有较高的可靠性，在航空航天领域具有较好的应用前景。
[0011]本发明采用的DSP是基于TMS320F2812的四余度直流舵机控制系统，所述核心控制CPU电路、四路连接电路、速度/位置传感器、保护电路、调理电路构成位置、速度、电流三闭环控制，位置环引入前馈控制改善了动态响应。结合余度管理控制策略，进一步提高了整个系统的可靠性。实验结果表明，该系统能满足电动舵机的控制要求，同时具有较高的可靠性；该系统通过容错技术及数字控制技术的融合，不仅可以满足飞控系统对于体积和质量方面的苛刻要求，而且进一步提高了系统的可靠性，在航空航天领域具有很好的应用价值。
【附图说明】
[0012]图1是本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统的总体结构框图。
[0013]图2是本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统的直流舵机三闭环控制系统结构图。
[0014]图3是本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统的并行/主动模式工作示意图。
[0015]图4是本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统的工作/备份模式工作示意图。
[0016]图5是本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统的电流检测电路图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，为本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统的总体结构框图。图中，包括舵机驱动器和舵机本体；其中所述舵机驱动器包括核心控制CPU电路、隔离电路、驱动电路、逆变电路，还包括必要的保护电路和调理电路；所述舵机本体包括第一余度电机、第二余度电机、第三余度电机、第四余度电机及速度/位置传感器；所述核心控制CPU电路还与上位机进行相互连接；所述核心控制CPU电路的输出端分四路连接，其中第一路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第一余度电机；第二路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第二余度电机；第三路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第三余度电机；第四路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第四余度电机。
[0018]为满足稳、准、快的控制要求，本发明四余度直流舵机控制系统采用位置、速度、电流三闭环控制；所述核心控制CPU电路、四路连接电路、速度/位置传感器、保护电路、调理电路构成位置、速度、电流三闭环控制，所述位置、速度、电流三闭环控制均采用PID控制方式；所述PID控制具有控制简单，技术成熟，可调节范围宽等特点；如图2所示为，本发明的四余度直流舵机三闭环控制系统结构图。
[0019]所述核心控制CPU电路采用TMS320F2812为核心；所述TMS320F2812是美国TI公司推出的C2000平台上的定点32位DSP芯片；其主要任务包括系统三闭环控制算法、四余度电流检测、位置信号检测及处理、PWM脉冲信号生成、故障检测、余度管理和通讯等功能。
[0020]本发明采用余度管理技术包括以下两种典型模式:第一种为并行/主动模式、第二种为工作/备份模式。
[0021]所述并行/主动模式是指在正常的工况条件下，四个余度同时进行工作，平均分担负载；当其中某一个余度出现故障时，将故障余度进行切除，同时整个负载由剩余的各个余度平均分担。如图3所示的并行/主动模式工作示意图，图中是以第四余度故障为例。
[0022]所述工作/备份模式是指在正常的工况条件下，整体负载由某一个余度全部承担，其余余度处于备用状态；当工作余度出现故障时，将此余度及时切除，同时由备用余度中的某一余度接替故障余度进行工作；如图4所示的工作/备份模式工作示意图。
[0023]如图5所示，为本发明一种基于DSP的四余度直流舵机控制系统的电流检测电路图。其中，电流检测采用串联电阻与模拟隔离的方法；模拟隔离选用精密隔离放大器IS0124 ;所述隔离放大器IS0124的输入和输出端分别连接以LF353A为核心的双路运算放大电路。
【主权项】
1.基于DSP的四余度直流舵机控制系统，其特征在于:包括舵机驱动器和舵机本体；其中所述舵机驱动器包括核心控制CPU电路、隔离电路、驱动电路、逆变电路，还包括必要的保护电路和调理电路；所述舵机本体包括第一余度电机、第二余度电机、第三余度电机、第四余度电机及速度/位置传感器；所述核心控制CPU电路还与上位机进行相互连接；所述核心控制CPU电路的输出端分四路连接，其中第一路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第一余度电机；第二路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第二余度电机；第三路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第三余度电机；第四路连接为:隔离电路连接驱动电路、驱动电路再连接逆变电路、逆变电路再连接第四余度电机。2.根据权利要求1所述的基于DSP的四余度直流舵机控制系统，其特征在于:所述核心控制CPU电路、四路连接电路、速度/位置传感器、保护电路、调理电路构成位置、速度、电流三闭环控制，所述位置、速度、电流三闭环控制均采用PID控制方式。3.根据权利要求1所述的基于DSP的四余度直流舵机控制系统，其特征在于:所述核心控制CPU电路采用TMS320F2812为核心；所述TMS320F2812是美国TI公司推出的C2000平台上的定点32位DSP芯片。4.根据权利要求1所述的基于DSP的四余度直流舵机控制系统，其特征在于:本发明电流检测采用串联电阻与模拟隔离的方法；其中模拟隔离选用精密隔离放大器IS0124。
【专利摘要】基于DSP的四余度直流舵机控制系统。本发明系统通过容错技术及数字控制技术的融合，满足了飞控系统对于体积和质量方面的苛刻要求，同时进一步提高了系统的可靠性，在航空航天领域具有很好的应用价值。本发明包括舵机驱动器和舵机本体；其中所述舵机驱动器包括核心控制CPU电路、隔离电路、驱动电路、逆变电路，还包括必要的保护电路和调理电路；所述舵机本体包括第一余度电机、第二余度电机、第三余度电机、第四余度电机及速度/位置传感器；所述核心控制CPU电路还与上位机进行相互连接；所述核心控制CPU电路的输出端分四路连接。
【IPC分类】B64C13/50
【公开号】CN105564637
【申请号】CN201410618908
【发明人】申久祝
【申请人】申久祝
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年11月6日