CN104850141B - 一种力反馈控制伺服电机驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种力反馈控制伺服电机驱动系统，包括驾驶杆手柄、传动机构、角位移传感器、控制平台、力传感器和电机；所述电机连接传动机构和控制平台；所述角位移传感器和力位移传感器设置在传动机构上，并且连接控制平台；所述地面模拟平台通过智能收发器连接控制箱；所述控制箱、驱动箱和地面模拟平台均连接电源箱；本发明中驾驶员操作驾驶杆只需要手柄输入指令，通过力传感器传递给控制平台，力闭环将力传感器所测的值与上位机给定的目标位置指令比较后计算误差，控制器CPU的PID控制模块根据该误差计算SPWM占空比的变化量，控制电机转速，使驾驶杆手柄逐渐逼近目标位置；达到了控制自动化和智能化。
Description
技术领域
本发明涉及力反馈控制应用技术领域，尤其是涉及一种力反馈控制伺服电机驱动系统。
背景技术
目前，主动杆技术是新一代电传操纵系统的发展趋势，而力反馈控制伺服电机驱动是作为主动杆技术的一种实现方式，在国内尚无相关技术的应用。如果设计样一种可以实现主动杆技术的控制，就可以有效解决四代机、三代机驾驶杆系统无反馈的隐患，进而将会电传操纵技术带来革新，促进新一代电传操纵技术的发展，同时必将为航空事业的发展做出应有的贡献。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种力反馈控制伺服电机驱动系统，进而弥补现有技术的不足。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种力反馈控制伺服电机驱动系统，包括驾驶杆手柄、传动机构、角位移传感器、控制平台、力传感器和电机；所述电机连接传动机构和控制平台；所述角位移传感器和力位移传感器设置在传动机构上，并且连接控制平台。
进一步，所述控制平台包括电源箱、控制箱、地面模拟平台、智能收发器和驱动箱；所述控制箱和驱动箱均连接传动机构；所述地面模拟平台通过智能收发器连接控制箱；所述控制箱、驱动箱和地面模拟平台均连接电源箱。
进一步，所述传动机构内还设置有电流传感器和电机。
进一步，所述驾驶杆手柄为驾驶员操作控制结构。
进一步，所述传动机构、角位移传感器、控制平台、力传感器和电机构成闭环控制系统。
进一步，所述电源箱输入电压为AC220V电压。
进一步，所述地面模拟平台优选为电脑终端。
采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：驾驶员操作驾驶杆只需要手柄输入指令，通过力传感器传递给控制平台，力闭环将力传感器所测的值与上位机给定的目标位置指令比较后计算误差，控制器CPU的PID控制模块根据该误差计算SPWM占空比的变化量，控制电机转速，使驾驶杆手柄逐渐逼近目标位置；整体设计结构简单新颖，实用性强，易于推广使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明的控制平台结构示意图；
附图标记中：1-驾驶杆手柄；2-传动机构；3-角位移传感器；4-控制平台；5-力传感器；6-电机；41-电源箱；42-控制箱；43-地面模拟平台；44-智能收发器；45-驱动箱。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
实施例，见说明书附图1～2。
如图1～2所示，一种力反馈控制伺服电机驱动系统，包括驾驶杆手柄1、传动机构2、角位移传感器3、控制平台4、力传感器5和电机6；所述电机6连接传动机构2和控制平台4；所述角位移传感器3和力位移传感器5设置在传动机构2上，并且连接控制平台4。
进一步，所述控制平台4包括电源箱41、控制箱42、地面模拟平台43、智能收发器44和驱动箱45；所述控制箱42和驱动箱45均连接传动机构2；所述地面模拟平台43通过智能收发器44连接控制箱42；所述控制箱42、驱动箱45和地面模拟平台43均连接电源箱41。
进一步，所述传动机构2内还设置有电流传感器和电机。
进一步，所述驾驶杆手柄1为驾驶员操作控制结构。
进一步，所述传动机构2、角位移传感器3、控制平台4、力传感器5和电机6构成闭环控制系统。
进一步，所述电源箱41输入电压为AC220V电压。
进一步，所述地面模拟平台43优选为电脑终端。
本发明各部分的功能原理为：
驾驶杆手柄，接受驾驶员操作，将驾驶员的操作的位移信号传递给角度位移传感器；
角位移传感器将驾驶员对手柄产生的位移转换为电信号，冰传递给飞控计算机，随着传动机构联动；
力传感器，测出手柄所处位置的力，并反馈给控制平台；
电机，按控制平台的控制信号，驱动传动机构运动，并将手柄运动到规定的位置；
控制平台，根据角位移输出的信号，控制电机的运动，使手柄达到规定位置；利用力传感器的提供的信号形成闭环控制系统，使传动机构准确达到规定位置。
整个系统功能即可完成。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (6)
1.一种力反馈控制伺服电机驱动系统，包括驾驶杆手柄、传动机构、角位移传感器、控制平台、力传感器和电机；其特征在于：所述电机连接传动机构和控制平台；所述角位移传感器和力位移传感器设置在传动机构上，并且连接控制平台，所述控制平台包括电源箱、控制箱、地面模拟平台、智能收发器和驱动箱；所述控制箱和驱动箱均连接传动机构；所述地面模拟平台通过智能收发器连接控制箱；所述控制箱、驱动箱和地面模拟平台均连接电源箱，驾驶员操作驾驶杆只需要手柄输入指令，通过力传感器传递给控制平台，力闭环将力传感器所测的值与上位机给定的目标位置指令比较后计算误差，控制器CPU的PID控制模块根据该误差计算SPWM占空比的变化量，控制电机转速，使驾驶杆手柄逐渐逼近目标位置。
2.根据权利要求1所述的一种力反馈控制伺服电机驱动系统，其特征在于：所述传动机构内还设置有电流传感器和电机。
3.根据权利要求1所述的一种力反馈控制伺服电机驱动系统，其特征在于：所述驾驶杆手柄为驾驶员操作控制结构。
4.根据权利要求1所述的一种力反馈控制伺服电机驱动系统，其特征在于：所述传动机构、角位移传感器、控制平台、力传感器和电机构成闭环控制系统。
5.根据权利要求2所述的一种力反馈控制伺服电机驱动系统，其特征在于：所述电源箱输入电压为AC220V电压。
6.根据权利要求2所述的一种力反馈控制伺服电机驱动系统，其特征在于：所述地面模拟平台优选为电脑终端。
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