CN110995111A - 一种舵机控制系统 - Google Patents

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CN110995111A CN201911312424.0A CN201911312424A CN110995111A CN 110995111 A CN110995111 A CN 110995111A CN 201911312424 A CN201911312424 A CN 201911312424A CN 110995111 A CN110995111 A CN 110995111A
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winding
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target steering
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张婧
隆强
吴凯
杨晟辉
张恒
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Abstract

本申请公开了一种舵机控制系统,包括:双绕组直流无刷电机,互为冗余的第一驱动电路和第二驱动电路,分别与双绕组直流无刷电机的第一绕组和第二绕组相连,分别用于驱动双绕组直流无刷电机进行运转;控制器,用于根据目标舵机的运行参数判断目标舵机是否处于正常运转状态;若目标舵机为正常运转状态,则向第一驱动电路发送第一控制信号,以利用第一驱动电路驱动第一绕组带动目标舵机进行运转;若目标舵机为异常运转状态,则向第二驱动电路发送第二控制信号,以利用第二驱动电路驱动第二绕组带动目标舵机进行运转。这样不仅可以提升舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性,而且,也降低了对舵机控制系统的资金投入成本。

Description

一种舵机控制系统
技术领域
本发明涉及电动舵机控制技术领域,特别涉及一种舵机控制系统。
背景技术
舵机控制系统是飞行器中的关键组成部分,所以,舵机控制系统性能的好坏直接影响着飞行器的飞行品质和安全性能。在现有技术当中,一般是通过改良元器件的质量来提高舵机控制系统的整体可靠性,但是,此种改良设置方式,需要投入较多的资金成本。目前,针对这一问题,还没有较为有效的解决办法。
由此可见,如何在进一步提高舵机控制系统整体可靠性的同时,也能够降低对舵机控制系统的资金投入成本,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种舵机控制系统,以在进一步提高舵机控制系统整体可靠性的同时,也可以降低对舵机控制系统的资金投入成本。其具体方案如下:
一种舵机控制系统,包括:
双绕组直流无刷电机;
互为冗余的第一驱动电路和第二驱动电路,分别与所述双绕组直流无刷电机的第一绕组和第二绕组相连,分别用于驱动所述双绕组直流无刷电机进行运转;
控制器,与所述第一驱动电路和所述第二驱动电路均相连,用于获取目标舵机的运行参数,并根据所述运行参数判断所述目标舵机是否处于正常运转状态;若所述目标舵机为正常运转状态,则向所述第一驱动电路发送第一控制信号,以利用所述第一驱动电路驱动所述第一绕组带动所述目标舵机进行运转;若所述目标舵机为异常运转状态,则向所述第二驱动电路发送第二控制信号,以利用所述第二驱动电路驱动所述第二绕组带动所述目标舵机进行运转。
优选的,所述控制器具体为FPGA。
优选的,所述控制器具体为MCU。
优选的,所述第一驱动电路包括:
第一三相桥驱动电路,用于驱动所述第一绕组带动所述目标舵机进行运转;
第一驱动芯片,与所述控制器相连,用于根据所述第一控制信号触发导通所述第一三相桥驱动电路。
优选的,所述第一驱动芯片具体为IRS21368。
优选的,还包括:
互为冗余的第一隔离电路和第二隔离电路,分别用于避免所述第一控制信号和所述第二控制信号受到干扰。
优选的,还包括:
互为冗余的第一霍尔电流传感器和第二霍尔电流传感器,分别用于将所述第一绕组和所述第二绕组所对应的第一电流值和第二电流值反馈至所述控制器,以使所述控制器根据所述第一电流值或所述第二电流值判断所述目标舵机是否处于正常运转状态。
优选的,所述第一霍尔电流传感器具体为ACS709LLFTR-35BB-T。
优选的,还包括:
互为冗余的第一旋转变压器和第二旋转变压器,分别用于将所述双绕组直流无刷电机的转子位置角度反馈至所述控制器,以使所述控制器根据所述转子位置角度判断所述目标舵机是否处于正常运转状态。
可见,在本发明中,首先是在舵机控制系统中设置了双绕组直流无刷电机;然后,在双绕组直流无刷电机的第一绕组和第二绕组上连接了互为冗余用于驱动双绕组直流无刷电机进行运转的第一驱动电路和第二驱动电路;最后,设置了与第一驱动电路和第二驱动电路均相连的控制器,同时,利用控制器来判断目标舵机是否处于正常运转状态,如果目标舵机为正常运转状态,此时说明舵机控制系统中的各个元器件处于正常工作状态,在此情况下,控制器则向第一驱动电路发送第一控制信号,以使得第一驱动电路可以驱动双绕组直流无刷电机的第一绕组带动目标舵机进行运转;如果目标舵机为异常运转状态,此时说明舵机控制系统中的某些元器件处于异常工作状态,在此情况下,则启用备用通道来控制目标舵机的运行,也即,控制器向第二驱动电路发送第二控制信号,以使得第二驱动电路可以驱动双绕组直流无刷电机的第二绕组带动目标舵机进行运转。显然,在本发明中,相当于是利用余度技术对用于驱动目标舵机的驱动电路和电机进行了冗余备份,由此就可以显著提高舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性。相较于现有技术而言,由于本发明所提供的舵机控制系统并不需要对舵机控制系统中的元器件质量进行改良,就可以提升舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性,这样就相对降低了对舵机控制系统的资金投入成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种舵机控制系统的结构图;
图2为本发明实施例所提供的另一种舵机控制系统的结构图;
图3为本发明实施例所提供的IRS21368与第一三相桥驱动电路建立通信连接的结构图;
图4为本发明实施例所提供的利用ACS709LLFTR-35BB-T对第一电流值进行检测时的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参见图1,图1为本发明实施例所提供的一种舵机控制系统的结构图,该舵机控制系统包括:
双绕组直流无刷电机11,
互为冗余的第一驱动电路12和第二驱动电路13,分别与所述双绕组直流无刷电机11的第一绕组01和第二绕组02相连,分别用于驱动所述双绕组直流无刷电机11进行运转;
控制器14,与所述第一驱动电路12和所述第二驱动电路13均相连,用于获取目标舵机的运行参数,并根据所述运行参数判断所述目标舵机是否处于正常运转状态;若所述目标舵机为正常运转状态,则向所述第一驱动电路12发送第一控制信号,以利用所述第一驱动电路12驱动所述第一绕组01带动所述目标舵机进行运转;若所述目标舵机为异常运转状态,则向所述第二驱动电路13发送第二控制信号,以利用所述第二驱动电路13驱动所述第二绕组02带动所述目标舵机进行运转。
在本实施例中,是提供了一种新型的舵机控制系统,通过该舵机控制系统不仅可以提高舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性,而且,也可以相对降低对舵机控制系统的资金投入成本。
具体的,在本实施例所提供的舵机控制系统中,首先是设置了双绕组直流无刷电机11,然后,设置了与双绕组直流无刷电机11的第一绕组01和第二绕组02分别相连、互为冗余的第一驱动电路12和第二驱动电路13,其中,第一驱动电路12和第二驱动电路13的作用分别是用来驱动双绕组直流无刷电机11进行运转。
最后,设置了与第一驱动电路12和第二驱动电路13均相连的控制器14,利用控制器14可以获取目标舵机的运行参数,并根据目标舵机的运行参数来判断目标舵机是否处于正常运转状态。
可以理解的是,因为目标舵机的运行参数中蕴含着目标舵机的各种运行信息,比如:目标舵机在运转过程中的电流信息、电压信息以及运转信息等等,而目标舵机的这些运行参数不仅能够表征出目标舵机的当前运行情况,而且,也能够表征出目标舵机是否处于正常运转状态,所以,控制器14根据目标舵机的运行参数就可以判断出目标舵机是否处于正常运转状态。
之后,如果控制器14判断出目标舵机为正常运转状态,此时则说明舵机控制系统中的各个元器件处于正常运转状态,在此情况下,控制器14向第一驱动电路12发送第一控制信号,以利用第一控制信号控制第一驱动电路12,并利用第一驱动电路12驱动双绕组直流无刷电机11的第一绕组01来带动目标舵机进行运转;如果控制器14判断出目标舵机为异常运转状态,此时则说明舵机控制系统中的某些电子元器件处于异常运转状态,在此情况下,则控制器14会断开舵机控制系统中的主控制通道,并启用舵机控制系统中的备用控制通道,也即,在第一驱动电路12处于断路的情况下,控制器14向第二驱动电路13发送第二控制信号,以利用第二控制信号控制第二驱动电路13,并利用第二驱动电路13驱动双绕组直流无刷电机11的第二绕组02来带动目标舵机进行运转。
显然,在本实施例所提供的舵机控制系统中,通过上述的设置方式,就相当于是利用余度技术对驱动目标舵机进行运转的驱动电路和电机进行了冗余设置,而驱动目标舵机进行运转的驱动电路和电机是舵机控制系统中故障率发生率最高的部件,所以,通过这样的设置方式,就可以显著提高舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性与稳定性。
而且,在本实施例所提供的舵机控制系统中,由于不需要对舵机控制系统中各个元器件的质量进行改良,因此,通过这样的设置方式,还可以显著降低对舵机控制系统的资金投入成本。
此外,在实际应用中,可以将第一驱动电路12和双绕组直流无刷电机的第一绕组01视为目标舵机的主控制通道,将第二驱动电路13和双绕组直流无刷电机的第二绕组02视为目标舵机的备用控制通道。如果用故障标志位0来表示通信通道无故障,用故障标志位1来表示通信通道有故障,那么,主控制通道和备用控制通道会有如表1所示的工作模式,具体请参见表1。
表1
Figure BDA0002324904580000051
若主控制通道无故障时,则说明目标舵机运行良好;若主控制通道中出现了异常,控制器则会执行相应的程序,将主控制通道关闭,启动备用控制通道,此时,控制器14则会向第二驱动电路13发送第二控制信号,以利用第二驱动电路13驱动双绕组直流无刷电机的第二绕组02带动目标舵机进行运转,这样便实现了对主控制通道的故障隔离,由此便保证了舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性。
可见,在本实施例中,首先是在舵机控制系统中设置了双绕组直流无刷电机;然后,在双绕组直流无刷电机的第一绕组和第二绕组上连接了互为冗余用于驱动双绕组直流无刷电机进行运转的第一驱动电路和第二驱动电路;最后,设置了与第一驱动电路和第二驱动电路均相连的控制器,同时,利用控制器来判断目标舵机是否处于正常运转状态,如果目标舵机为正常运转状态,此时说明舵机控制系统中的各个元器件处于正常工作状态,在此情况下,控制器则向第一驱动电路发送第一控制信号,以使得第一驱动电路可以驱动双绕组直流无刷电机的第一绕组带动目标舵机进行运转;如果目标舵机为异常运转状态,此时说明舵机控制系统中的某些元器件处于异常工作状态,在此情况下,则启用备用通道来控制目标舵机的运行,也即,控制器向第二驱动电路发送第二控制信号,以使得第二驱动电路可以驱动双绕组直流无刷电机的第二绕组带动目标舵机进行运转。显然,在本实施例中,相当于是利用余度技术对用于驱动目标舵机的驱动电路和电机进行了冗余备份,由此就可以显著提高舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性。相较于现有技术而言,由于本实施例所提供的舵机控制系统并不需要对舵机控制系统中的元器件质量进行改良,就可以提升舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性,这样就相对降低了对舵机控制系统的资金投入成本。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,作为一种优选的实施方式,控制器14具体为FPGA。
在本实施中,可以将控制器14设置为FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列),因为FPGA是由逻辑单元、ARM(Advanced RISC Machines,ARM处理器)、乘法器等硬件资源所组成的硬件逻辑电路,所以,FPGA具有极为快速的并行逻辑计算能力。显然,当将控制器14设置为FPGA时,就可以显著提高控制器14对目标舵机的控制速度。
在实际应用中,可以将控制器14设置为Xilinx Spartan 6系列的FPGA,因为该系列的FPGA不仅在其内部采用了双寄存器、6输入的LUT,而且,还设置有一系列的内建系统级模块,这些系统级模块有18Kb Block Ram、第二代DSO48A21 Slice、SDRAM存储器接口(DDR接口)、强健的混合型时钟管理模块、Slect IO、优化的高速串行收发器GTP Transceiver、PCIE接口、先进的系统级电源管理模块、AES和Device DNA保护的加强IP等等。所以,当将控制器14设置为Xilinx Spartan 6系列的FPGA时,就可以进一步提高控制器14的整体性能。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,作为一种优选的实施方式,控制器14具体为MCU。
在具体实施过程中,除了可以将控制器14设置为FPGA之外,还可以将控制器14设置为MCU(Microcontroller Unit,微控制单元),因为MCU也是一种具有逻辑计算能力的可编程逻辑器件,而且,MCU还具有体积小巧、价格低廉的优点,所以,当将控制器14设置为MCU时,也可以相对降低控制器14的整体造价成本。
此外,实际应用中,还可以将控制器14设置为DSP芯片(Digital SignalProcessing,数字信号处理芯片),或者是其它具有逻辑计算能力的逻辑器件,此处不作具体赘述。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,请参见图2,图2为本发明实施例所提供的另一种舵机控制系统的结构图。作为一种优选的实施方式,所述第一驱动电路12包括:
第一三相桥驱动电路202,用于驱动所述第一绕组01带动所述目标舵机进行运转;
第一驱动芯片201,与所述控制器14相连,用于根据所述第一控制信号触发导通所述第一三相桥驱动电路202。
在本实施例中,是提供了一种第一驱动电路12的具体设置方式,也即,利用第一三相桥驱动电路202和第一驱动芯片201来驱动双绕组直流无刷电机11进行运转。
请参见图2,当第一驱动芯片201接收到控制器14所发送的第一控制信号时,则触发第一三相桥驱动电路202进行导通;当第一三相桥驱动电路202导通之后,第一三相桥驱动电路202与双绕组直流无刷电机11的第一绕组01接通。此时,控制器14就可以通过第一控制信号来驱动双绕组直流无刷电机11进行运转,在此情况下,双绕组直流无刷电机11就可以控制目标舵机进行运转。基于上述同样的原理,在实际应用中,同样可以将第二驱动电路13设置为第二驱动芯片301+第二三相桥驱动电路302的结构,此处不作具体赘述。
显然,通过本实施例所提供的技术方案,可以保证第一驱动电路12在实际操作过程中的可实施性。
作为一种优选的实施方式,所述第一驱动芯片201具体为IRS21368。
具体的,在本实施例中,是将第一驱动芯片201设置为IRS21368,因为该芯片具有自检功能,所以,当将第一驱动芯片201设置为IRS21368时,IRS21368还可以通过自检功能发现自身所输出的信号是否出现故障(比如:过电流、欠电压)。
也即,如果IRS21368检测到自身所输出的信号出现故障时,IRS21368会立即通过故障引脚输出故障信号至控制器14,这样当控制器14接收到IRS21368所发送的故障信号时,控制器14就可以直接启动备用通道来控制目标舵机的运转情况,也即,控制器14向第二驱动电路13发送第二控制信号,以利用第二驱动电路13驱动双绕组直流无刷电机11的第二绕组02来带动目标舵机进行运转。
请参见图3,图3为本发明实施例所提供的IRS21368与第一三相桥驱动电路建立通信连接的结构图,在图3中,HIN1、HIN2、HIN3为上桥臂的三个输入端,LIN1、LIN2、LIN3为下桥臂的三个输入端,HO1、HO2、HO3为上桥臂的三个输出端,LO1、LO2、LO3为下桥臂的三个输出端;ITRIP模拟输入过电流关断,RCIN外部RC网路输入,用来定义故障清除延时,VB1、VB2和VB3高侧浮动电源电压,VS1、VS2和VS3高侧浮动电源偏置电压,即浮动电源地。
需要说明的是,在本实施例中,Q1中的Q11和A11分别与IRS21368中Q11和A11对应连接,Q2中的Q12和B11分别与IRS21368中Q12和B11对应连接,Q3中的Q13和C11分别与IRS21368中Q13和C11对应连接,Q4中的P11与IRS21368中的P11对应连接,Q5中的P12与IRS21368中的P12对应连接,Q6中的P13与IRS21368中的P13对应连接。
显然,通过本实施例所提供的技术方案,可以进一步提高舵机控制系统在运行过程中的整体可靠性。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,请参见图2,图2为本发明实施例所提供的另一种舵机控制系统的结构图。作为一种优选的实施方式,上述舵机控制系统还包括:
互为冗余的第一隔离电路401和第二隔离电路402,分别用于避免所述第一控制信号和所述第二控制信号受到干扰。
可以理解的是,由于控制器所输出的第一控制信号会经过第一驱动芯片转换为相应的第一驱动信号,来控制第一三相桥驱动电路驱动第一绕组01带动目标舵机进行运转;或者控制器所输出的第二控制信号会经过第二驱动芯片转换为相应的第二驱动信号,来控制第二三相桥驱动电路驱动第二绕组01带动目标舵机进行运转。所以,在本实施例中,为了避免第一驱动信号对第一控制信号的干扰,以及第二驱动信号对第二控制信号的干扰,还在舵机控制系统中,设置了互为冗余的第一隔离电路401和第二隔离电路402。
具体的,在实际应用中,是将第一隔离电路401设置在控制器14与第一驱动电路12之间,将第二隔离电路402设置在控制器14与第二驱动电路13之间,这样不仅可以避免第一驱动信号对第一控制信号干扰,以及第二驱动信号对第二控制信号的干扰,而且,也可以避免其它信号对第一控制信号或第二控制信号的影响。
可见,通过本实施例所提供的技术方案,可以进一步保证控制器14在输出第一控制信号和第二控制信号时的整体可靠性。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,请参见图2,图2为本发明实施例所提供的另一种舵机控制系统的结构图。作为一种优选的实施方式,上述舵机控制系统还包括:
互为冗余的第一霍尔电流传感器501和第二霍尔电流传感器502,分别用于将所述第一绕组01和第二绕组02所对应的第一电流值和第二电流值反馈至所述控制器14,以使所述控制器14根据所述第一电流值或所述第二电流值判断所述目标舵机是否处于正常运转状态。
可以理解的是,如果目标舵机发生故障,那么,双绕组直流无刷电机11的第一绕组01或第二绕组02上的电流会发生异常,所以,在实际应用中,还可以通过检测双绕组直流无刷电机11上的第一绕组01所对应的第一电流值或第二绕组02所对应的第二电流值来判断目标舵机是否发生故障。
具体的,可以将第一电流值或第二电流值与预设电流值进行比较,如果第一电流值或第二电流值小于预设电流值,则可以判定目标舵机处于正常运转状态,如果第一电流值或第二电流值大于预设电流,则可以判定目标舵机处于异常运转状态。
可见,通过本实施例所提供的技术方案,可以使得判断目标舵机是否处于异常运转状态的方法更加多样化。
具体的,所述第一霍尔电流传感器501具体为ACS709LLFTR-35BB-T。
在实际操作过程中,可以将第一霍尔电流传感器501设置为ACS709LLFTR-35BB-T,因为ACS709LLFTR-35BB-T不仅具有测量范围广、响应速度快、测量精度高的特性,而且,还具有体积小、重量轻、易于安装的优点,所以,当将第一霍尔电流传感器501设置为ACS709LLFTR-35BB-T时,可以相对提高在对第一电流值进行检测过程中的可靠性以及易用性。
请参见图4,图4为本发明实施例所提供的利用ACS709LLFTR-35BB-T对第一电流值进行检测时的结构图。在实际应用中,ACS709LLFTR-35BB-T中的A11和PHASE_A11会与双绕组无刷直流电机的第一绕组01相连,其中,第一绕组所对应的电流值从ACS709LLFTR-35BB-T中的A11流入,并从ACS709LLFTR-35BB-T中PHASE_A11流出,而ACS709LLFTR-35BB-T中的I_A11相当于是电流检测电路的输出端,也即,通过I_A11可以检测得到第一双绕组无刷电机的第一绕组01所对应的第一电流值。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,请参见图2,图2为本发明实施例所提供的另一种舵机控制系统的结构图。作为一种优选的实施方式,上述舵机控制系统还包括:
互为冗余的第一旋转变压器601和第二旋转变压器602,分别用于将所述双绕组直流无刷电机11的转子位置角度反馈至所述控制器14,以使所述控制器14根据所述转子位置角度判断所述目标舵机是否处于正常运转状态。
可以理解的是,如果目标舵机处于正常运转状态,那么,双绕组直流无刷电机11的转子必定也会处于正常运转状态,也即,双绕组直流无刷电机11的转子运行速度为预设运转速度。如果双绕组直流无刷电机11的转子运行速度大于预设运转速度或小于预设运转速度时,则说明目标舵机处于异常运转状态。所以,在本实施例中,是基于上述理论依据,利用互为冗余的第一旋转变压器601和第二旋转变压器602来获取双绕组直流无刷电机11的转子位置角度。
请参见图2,当第一旋转变压器601检测到双绕组直流无刷电机11的转子位置角度时,第一旋转变压器601则会将检测到双绕组直流无刷电机11的转子位置角度发送至第一解码芯片,当第一解码芯片接收到双绕组直流无刷电机11的转子位置角度时,会将该转子位置角度转换为相应的数字信号,以供控制器14进行处理,并判断目标舵机是否处于异常运转状态。同理,第二旋转变压器602、第二解码芯片对双绕组直流无刷电机11的转子位置角度进行解算的过程,也与上述原理相类似,此处不作具体赘述。
此外,旋转变压器作为位置反馈装置,不仅具有结构简单、动作灵敏、输出信号幅度大的优点,而且,还能够在很多恶劣环境中进行使用,所以,当利用第一旋转变压器601和第二旋转变压器602作为双绕组直流无刷电机11的位置反馈装置时,还能够进一步提高转子位置角度反馈过程中的反馈精度。
可见,通过本实施例所提供的技术方案,可以进一步提高在检测目标舵机是否出现异常运转状态的结果更为准确与可靠。
基于上述实施例所公开的技术内容,在本实施例中,对上述所公开的舵机控制系统的工作原理进行具体说明。请参见图2,该舵机控制系统包括两个相同的控制通道,每一个控制通道分别包含目标舵机的控制电路、驱动电路以及反馈信号电路。其中,电机采用并联式双绕组直流无刷电机,每一个控制通道控制一套三相电机绕组。该舵机控制系统可以实现对目标舵机的故障检测以及故障通道的切换,也即,在正常情况下,舵机控制系统中的主控通道对目标舵机进行控制;当检测到故障后,切换到备用控制通道对目标舵机进行控制。
舵机控制系统的工作原理是:目标舵机的放大器在接收到弹载计算机所发送的给定位置信号时,会对给定位置信号进行综合处理,并控制相应的驱动电路驱动双绕组直流无刷电机按相应方向旋转,双绕组直流无刷电机的转动经减速器减速增力矩后,带动目标舵机进行偏转,偏转的转子位置角度由旋转变压器测量得到;然后,再经相应的解码芯片转换为数字信号反馈到控制器的输入端,与舵控信号进行相减;当差值为零时,双绕组直流无刷电机停止转动,从而保证目标舵机可以在规定的响应时间内以一定的精度趋近给定舵偏角,并最终确保导弹可以在空中能够按照一定的轨迹飞行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种舵机控制系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种舵机控制系统,其特征在于,包括:
双绕组直流无刷电机;
互为冗余的第一驱动电路和第二驱动电路,分别与所述双绕组直流无刷电机的第一绕组和第二绕组相连,分别用于驱动所述双绕组直流无刷电机进行运转;
控制器,与所述第一驱动电路和所述第二驱动电路均相连,用于获取目标舵机的运行参数,并根据所述运行参数判断所述目标舵机是否处于正常运转状态;若所述目标舵机为正常运转状态,则向所述第一驱动电路发送第一控制信号,以利用所述第一驱动电路驱动所述第一绕组带动所述目标舵机进行运转;若所述目标舵机为异常运转状态,则向所述第二驱动电路发送第二控制信号,以利用所述第二驱动电路驱动所述第二绕组带动所述目标舵机进行运转。
2.根据权利要求1所述的舵机控制系统,其特征在于,所述控制器具体为FPGA。
3.根据权利要求1所述的舵机控制系统,其特征在于,所述控制器具体为MCU。
4.根据权利要求1所述的舵机控制系统,其特征在于,所述第一驱动电路包括:
第一三相桥驱动电路,用于驱动所述第一绕组带动所述目标舵机进行运转;
第一驱动芯片,与所述控制器相连,用于根据所述第一控制信号触发导通所述第一三相桥驱动电路。
5.根据权利要求4所述的舵机控制系统,其特征在于,所述第一驱动芯片具体为IRS21368。
6.根据权利要求1所述的舵机控制系统,其特征在于,还包括:
互为冗余的第一隔离电路和第二隔离电路,分别用于避免所述第一控制信号和所述第二控制信号受到干扰。
7.根据权利要求1所述的舵机控制系统,其特征在于,还包括:
互为冗余的第一霍尔电流传感器和第二霍尔电流传感器,分别用于将所述第一绕组和所述第二绕组所对应的第一电流值和第二电流值反馈至所述控制器,以使所述控制器根据所述第一电流值或所述第二电流值判断所述目标舵机是否处于正常运转状态。
8.根据权利要求7所述的舵机控制系统,其特征在于,所述第一霍尔电流传感器具体为ACS709LLFTR-35BB-T。
9.根据权利要求1至8任一项所述的舵机控制系统,其特征在于,还包括:
互为冗余的第一旋转变压器和第二旋转变压器,分别用于将所述双绕组直流无刷电机的转子位置角度反馈至所述控制器,以使所述控制器根据所述转子位置角度判断所述目标舵机是否处于正常运转状态。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112693595A (zh) * 2020-11-16 2021-04-23 上海航天控制技术研究所 一种空间驱动机构及驱动系统
CN112821846A (zh) * 2020-12-28 2021-05-18 武汉钢铁有限公司 一种同步电机励磁系统
CN113315421A (zh) * 2021-06-24 2021-08-27 中汽创智科技有限公司 一种冗余的双无刷电机控制系统及控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355181A (zh) * 2011-09-19 2012-02-15 北京工业大学 一种双通道冗余无刷直流电机驱动器及其继电器保护方法
CN102700706A (zh) * 2012-05-31 2012-10-03 西北工业大学 一种双余度舵机系统和控制方法
CN103838230A (zh) * 2014-03-11 2014-06-04 南京景曜智能科技有限公司 一种可扩充冗余度和轴数的数字舵机控制系统及其故障切换方法
CN105207542A (zh) * 2015-10-27 2015-12-30 合肥工业大学 一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统及其控制方法
CN205430104U (zh) * 2016-02-04 2016-08-03 中国航天空气动力技术研究院 四通道数字舵机控制系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355181A (zh) * 2011-09-19 2012-02-15 北京工业大学 一种双通道冗余无刷直流电机驱动器及其继电器保护方法
CN102700706A (zh) * 2012-05-31 2012-10-03 西北工业大学 一种双余度舵机系统和控制方法
CN103838230A (zh) * 2014-03-11 2014-06-04 南京景曜智能科技有限公司 一种可扩充冗余度和轴数的数字舵机控制系统及其故障切换方法
CN105207542A (zh) * 2015-10-27 2015-12-30 合肥工业大学 一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统及其控制方法
CN205430104U (zh) * 2016-02-04 2016-08-03 中国航天空气动力技术研究院 四通道数字舵机控制系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112693595A (zh) * 2020-11-16 2021-04-23 上海航天控制技术研究所 一种空间驱动机构及驱动系统
CN112821846A (zh) * 2020-12-28 2021-05-18 武汉钢铁有限公司 一种同步电机励磁系统
CN112821846B (zh) * 2020-12-28 2022-06-07 武汉钢铁有限公司 一种同步电机励磁系统
CN113315421A (zh) * 2021-06-24 2021-08-27 中汽创智科技有限公司 一种冗余的双无刷电机控制系统及控制方法
CN113315421B (zh) * 2021-06-24 2023-12-26 中汽创智科技有限公司 一种冗余的双无刷电机控制系统及控制方法

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