CN104143815B - 一种机载光电稳定平台过流保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载光电稳定平台过流保护方法，判断电机电流是否大于设定值，若大于设定值，判断在规定时间内平台的旋变角度值变化量是否小于设定角度，如果小于设定角度，则判定平台处于异常状态，执行电机过流保护动作。本发明的机载光电稳定平台过流保护方法实现起来较方便，不需要增加额外的成本：不需要对产品现有的硬件条件如结构或硬件电路进行改变，只需在软件中增加相应程序即可实现过流保护的功能，降低了研发成本，缩短了研制时间；同时还具有较好的通用性和可移植性：可直接移植到其它的光电设备上进行过流保护的改进；另外还能及时抑制平台异常所导致的功放电机烧毁，降低维修成本以及减少人力分配，增强平台的可靠性。

Description

一种机载光电稳定平台过流保护方法

技术领域

本发明属于稳定平台过流保护领域，具体涉及一种机载光电稳定平台过流保护方法。

背景技术

机载光电系统广泛应用于侦察、测量、光电对抗领域中，机载光电稳定平台是航空侦察的重要设备之一，它能够在机载环境下迅逮捕获、跟踪、瞄准运动目标。

随着载机由低空低速向高空高速的发展，机载光电系统为抵抗大的风阻力矩，所采用的伺服电机也向高地额定转矩方向发展，启动电流往往能达到二三十安，这样大的转矩冲击很容易使拖动系统的传动机构被损坏，同时在伺服电机堵转的情况下容易造成电机和功放模块的烧毁。

机载光电稳定平台的应用环境较为复杂，有应用在无人机系统，也有应用在船用系统还有应用在高空高速的直升飞机上，当应用在高空高速的直升飞机上时，由于飞机的大机动特性，可能在惯性态下飞机直接向上或向下进行俯冲运动时，平台可能还没有来得及执行保护动作就已经达到了结构限位的位置，而在这种情况下，电机处于堵转状态，电机以一个最大的电流和力矩向结构限位的方向运动，但是由于结构的限制，电机不能继续向限位方向运动，因此电机堵转，这时功放模块和电机都处于最大电流，因此会持续的发热，当持续一段时间热量不能散发出去就会导致功放或电机的烧毁，这样就会导致一些更换电机和功放的器件费用，以及外场的维护费用，同时还需要花费一些时间和人力，特别是当产品出口国外时，则需要花费更多的时间，人力和费用。因此必须寻找一种合适的设计方法限制过流以避免造成功放和电机的烧毁，增强系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种机载光电稳定平台过流保护方法，以解决现有机载光电稳定平台在异常情况时出现电机堵转造成电机和功放模块烧毁的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：判断电机电流是否大于设定值，若大于设定值，判断在规定时间内平台的旋变角度值变化量是否小于设定角度，如果小于设定角度，则判定平台处于异常状态，执行电机过流保护动作。

电机过流保护动作是通过电机输出50%的占空比，同时关断电机的继电器来实现的。

判断电机电流是否大于设定值是通过判断电机的占空比偏离50%的偏转量是否大于设定值实现的。

判断平台是否处于异常状态是通过周期扫描方式执行的，具体扫描过程包括如下步骤：

（1）对平台过流标志进行检测判断，所述平台过流标志用于标识平台是否处于异常状态；当检测到过流标志为1时使电机输出设定的占空比，同时关断电机的继电器；

（2）当过流标志不为1时，判断电机的占空比偏离50%的偏转量是否大于规定值：如果偏转量没有到达规定值，则认为平台工作在正常情况下，没有出现过流现象，过流计数时间变量继续保持为0；

（3）当电机占空比偏转量大于规定值时，记下平台当前的旋变角度值，同时令过流计数时间变量自加，所述过流计数时间变量用于记录平台处于过流状态的时间；

（4）若过流计数时间变量达到计数时间设定值，再记下平台的旋变角度值；将两次记录的旋变角度值进行比较，根据平台转动的角度是否小于设定角度判断平台是否处于异常状态：如果处于异常状态，则将过流标志置为1；如果判断平台不是处于异常状态，则过流标志保持不变；不管过流标志是否改变，将过流计数时间变量清零。

判断平台是否处于异常状态通过中断方式执行扫描任务。

所规定的步骤（4）中计数时间设定值为2s。

本发明的机载光电稳定平台过流保护方法利用软件对平台进行过流保护，实现起来较方便，不需要增加额外的成本：不需要对产品现有的硬件条件如结构或硬件电路进行改变，只需在软件中增加相应软件代码即可实现过流保护的功能，因此降低了研发成本，同时缩短了研制时间；同时还具有较好的通用性和可移植性：该软件可直接移植到其它的光电设备上进行过流保护的改进；另外还能及时抑制平台异常所导致的功放电机烧毁，降低维修成本以及减少人力分配，增强平台的可靠性。

附图说明

图1是本发明稳定平台过流保护方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

如图1所示，本发明机载光电稳定平台过流保护方法是通过判断电机电流是否大于设定值，若大于设定值，判断在规定时间内平台的旋变角度值变化量是否小于设定角度，如果小于设定角度，则判定平台处于异常状态，执行电机过流保护动作。

本实施例的电机过流保护动作是通过电机输出50%的占空比，同时关断电机的继电器来实现的；而判断电机电流是否大于设定值是通过判断电机的占空比偏离50%的偏转量是否大于设定值实现的。

判断平台是否处于异常状态是利用中断方式通过周期扫描方式执行的，具体扫描过程包括如下步骤：

（1）对平台过流标志进行检测判断，所述平台过流标志用于标识平台是否处于异常状态；当检测到过流标志为1时使电机输出50%的占空比，同时关断电机的继电器，即该标志为1时，通过在程序中置相应的PWM占空比变量和I/O口来使电机不动作，以防止在堵转的情况下，电机和功放持续发热导致功放模块和电机的烧毁。

（2）当过流标志不为1时，则判断电机的占空比偏离50%的偏转量是否大于规定值，如果偏转量没有到达规定值，则认为平台工作在正常情况下，没有出现过流现象，过流计数时间变量继续保持为0。

电机的占空比大小代表了电机中电流的大小，电机的占空比偏离50%的数值越大则电机中的电流越大，当电机的占空比大于我们所要求的规定值时，则此时电机的电流较大，我们认为此时平台可能工作在异常情况下；当占空比没有达到规定值时，我们认为平台工作在正常情况下，没有出现过流的现象。

（3）当电机占空比偏转量大于规定值时，记下平台当前的旋变角度值；同时令过流计数时间变量自加用来记录平台处于过流状态的时间。

判断平台电机是否堵转，平台是否工作在异常状态下：如果平台处于异常工作状态，即若处于堵转状态则平台的电机中电流较大并且长时间处于某一位置不转动，因此通过对一段时间内平台的位置和占空比的比较可判断出平台是否处于异常状态。

（4）若过流计数时间变量达到计数时间设定值（2s），再记下平台的旋变角度值；将两次记录的旋变角度值进行比较，根据平台转动的角度是否小于设定角度判断平台是否处于异常状态：如果处于异常状态，则将过流标志置为1，在软件执行的下一个中断周期即下一秒程序便让电机输出的占空比为50%同时关断控制电机的继电器，从而使电机没有电流因此不会造成功放器件因为电流过大而造成过热烧坏，也避免了电机中电流过大从而造成的电机烧坏；如果判断平台不是处于异常状态，则过流标志保持不变；不管过流标志是否改变，即不论此时过流标志是否为1，按一段设定时间（200ms）将过流计数时间变量清零以继续下一次平台是否处于过流状态的判断。

本发明的机载光电稳定平台过流保护方法解决了稳定平台由于异常情况电机到达机械限位导致功放模块及电机烧毁的问题，减少了由于平台故障带来的相关器件的损坏，减少故障维修的时间同时降低了维护成本。

Claims (5)

1.一种机载光电稳定平台过流保护方法，其特征在于，判断电机电流是否大于设定值，若大于设定值，判断在规定时间内平台的旋变角度值变化量是否小于设定角度，如果小于设定角度，则判定平台处于异常状态，执行电机过流保护动作；判断电机电流是否大于设定值是通过判断电机的占空比偏离50％的偏转量是否大于设定值实现的。

2.根据权利要求1所述的机载光电稳定平台过流保护方法，其特征在于：电机过流保护动作是通过电机输出50％的占空比，同时关断电机的继电器来实现的。

3.根据权利要求1所述的机载光电稳定平台过流保护方法，其特征在于：判断平台是否处于异常状态是通过周期扫描方式执行的，具体扫描过程包括如下步骤：

(1)对平台过流标志进行检测判断，所述平台过流标志用于标识平台是否处于异常状态；当检测到过流标志为1时使电机输出设定的占空比，同时关断电机的继电器；

(2)当过流标志不为1时，判断电机的占空比偏离50％的偏转量是否大于规定值：如果偏转量没有到达规定值，则认为平台工作在正常情况下，没有出现过流现象，过流计数时间变量继续保持为0；

(3)当电机占空比偏转量大于规定值时，记下平台当前的旋变角度值，同时令过流计数时间变量自加，所述过流计数时间变量用于记录平台处于过流状态的时间；

(4)若过流计数时间变量达到计数时间设定值，再记下平台的旋变角度值；将两次记录的旋变角度值进行比较，根据平台转动的角度是否小于设定角度判断平台是否处于异常状态：如果处于异常状态，则将过流标志置为1；如果判断平台不是处于异常状态，则过流标志保持不变；不管过流标志是否改变，将过流计数时间变量清零。

4.根据权利要求3所述的机载光电稳定平台过流保护方法，其特征在于：判断平台是否处于异常状态通过中断方式执行扫描任务。

5.根据权利要求3所述的机载光电稳定平台过流保护方法，其特征在于：所规定的步骤(4)中计数时间设定值为2s。