CN216052750U - 一种双轴伺服稳像系统控制电路 - Google Patents

一种双轴伺服稳像系统控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN216052750U
CN216052750U CN202122475424.1U CN202122475424U CN216052750U CN 216052750 U CN216052750 U CN 216052750U CN 202122475424 U CN202122475424 U CN 202122475424U CN 216052750 U CN216052750 U CN 216052750U
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
motor
control
main controller
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202122475424.1U
Other languages
English (en)
Inventor
段鹏飞
李华培
段永琪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Pinecone Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Xi'an Pinecone Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an Pinecone Electronic Technology Co ltd filed Critical Xi'an Pinecone Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202122475424.1U priority Critical patent/CN216052750U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN216052750U publication Critical patent/CN216052750U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种双轴伺服稳像系统控制电路,该控制系统电路包括电源电路、MCU主控制器、数字隔离电路、422通讯电路、电压采集电路、FLASH存储电路、电机驱动电路、旋变解码电路、接口电路。所述电源电路包括驱动电源电路和控制系统电源电路,驱动电源电路为电机供电,控制系统电源电路为控制器系统供电;所述MCU主控制器是双轴伺服稳像系统核心,通过串行通信采集陀螺仪数据处理模块采集的陀螺仪数据,FLASH存储电路中存储有电机控制的PID参数,同时通过旋变解码电路采集电机的角度信息,控制电机的定位与稳定;保证了控制器驱动器的高精度、快速响应、抗干扰特性,该种位标器驱动器的控制电路结构科学合理,使用稳定可靠,为人们提供了很大的帮助。

Description

一种双轴伺服稳像系统控制电路
技术领域
本实用新型涉及一种双轴伺服稳像系统控制电路,尤其涉及一种制导技术领域。
背景技术
稳像技术是复杂的光学专业器材,其独特的设计几乎在任何地方都适合于观察。具有在摇动而且震动的条件下不损害图像质量。需要电池工作,内部的过滤器,复杂的工作而带来的较好效果。但是现有的双轴伺服稳像装置不能保证控制器驱动器的高精度、快速响应和抗干扰特性,并且控制电路结构不科学合理,使用不稳定,给为人们的使用带来一定的影响。
本实用新型中的产品是在两轴坐标系下以伺服控制技术为基础,通过控制对应轴的伺服电机达到对应轴的定位以及转速控制功能,在两轴坐标系下(如:X-Y坐标系,X:方位坐标系,Y:俯仰坐标系)本发明中的产品可以实现在平面坐标系下的定位以及搜索控制,同时通过MEMS陀螺仪的角速度反馈可以检测产品在收到外界作用力时发生的抖动情况,通过陀螺仪检测角速度的偏差对产品的角速度进行校正,从而最终通过电机的逆运动实现稳定图像的目的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种双轴伺服稳像系统控制电路,从而解决上述问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种双轴伺服稳像系统控制电路,该控制系统电路包括电源电路、MCU主控制器、数字隔离电路、422通讯电路、电压采集电路、FLASH存储电路、电机驱动电路、旋变解码电路、接口电路。
所述电源电路包括驱动电源电路和控制系统电源电路,驱动电源电路为电机供电,控制系统电源电路为控制器系统供电;所述MCU主控制器是双轴伺服稳像系统核心,通过串行通信采集陀螺仪数据处理模块采集的陀螺仪数据,同时负责采集电机的旋变的角度信息,控制电机的定位与稳定;所述数字隔离电路是将MCU主控制器的控制信号与电机驱动电路进行光耦隔离;所述通讯电路用于MCU主控制器与上位机通信、MCU主控制器与陀螺仪数据处理模块通信;所述电压采集电路用于采集系统的电源电压以及控制回路的电源电压;所述FLASH存储电路是利用外部FLASH芯片保存MCU主控制器掉电前的PID参数;所述电机驱动电路是光耦隔离后的MCU主控制器的控制信号经电机驱动芯片驱动电机;所述旋变解码电路利用旋变数字转换器通过SPI接口发送给MCU主控制器;所述接口电路是连接MCU与主控制器和外设和上位机之间连接的重要通道。
所述电源电路为双轴伺服稳像系统电路供电,MCU主控制器在通过422通讯电路接收到上位机指令后,MCU主控制器发出指令经光耦隔离控制电机执行相应的动作,双轴电机动作时,通过串口通信电路读取陀螺仪数据处理模块采集的陀螺仪数据信息,为MCU主控制器提供双轴实时角速度信息,实现双轴伺服电机的速度校正闭环,通过SPI通信采集双轴电机的旋转变压器的角度信息,用于达到电机的定位与稳定功能,实现双轴伺服电机的位置闭环,位置和转速环均采用PID调节控制实现各轴的闭环运行。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述电源电路包括驱动电源电路和控制系统电源电路,所述驱动电源电路用TPS54560为数字隔离芯片ISO7140供电,所述控制系统电源电路输出用TPS54560转成6.5V为MCU数据采集板供电,用LP38798将6.5V转成5V给旋变解码电路供电,同时用LP38798将5V转成3.3V为MCU主控制器和通讯电路供电。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述MCU主控制器采用国产DSP控制器GD32F450VGT6为核心控制器,用于处理与上位机和陀螺仪数据处理模块的信息,利用PID实现对双轴伺服电机的位置闭环和速度闭环的控制,保证控制系统的高精度、高可靠性的运行。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述数字隔离电路采用单相隔离光耦ISO7140隔离MCU主控制器输出的控制信号,采用双向隔离光耦ISO7142隔离MCU主控制器输出给电机驱动电路的复位信号,同时隔离电机驱动电路输出给MCU主控制器的报警信号。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述通讯电路采用芯片MAX3490搭建RS-422电路,实现MCU主控制器与上位机通信,MCU主控制器与陀螺仪数据处理模块通信,实时反馈双轴伺服电机当前角速度信息。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述电压采集电路采用AD8656用于采集系统的电源电压以及控制回路的电源电压,为系统提供电源电压过压或者低压报警保护功能。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述FLSAH存储电路采用AT24C08DM与MCU主控制器I2C通信,保存MCU主控制器中的已经设定的PID参数。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述电机驱动电路采用驱动芯片DRV8313将数字隔离后的控制信号调制后驱动三相直流无刷电机并检测电机状态。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述旋变解码电路采用旋变数字转换器AD2S1210输出正弦波为旋转变压器提供激励,同时将旋转变压器的数据转换为数字信号通过SPI发送给MCU主控制器,实时反馈双轴伺服电机当前位置数据。
进一步的,作为本实用新型的一种双轴伺服稳像系统控制电路优选技术方案,所述接口分别采用连接器TFM-107-01-L-D-TH-DS与上位机422通讯,为位标器驱动板提供电源;采用TFM-115-01-L-D-DS与陀螺仪数据处理模块通信,同时为三相直流无刷电机和旋转变压器提供连接接口。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:使用时,MCU主控制器发出控制信号,经数据隔离电路、通讯电路和通讯接口,传递到电机旋变电路和励磁电路,由驱动器控制电机运行,保证了控制器驱动器的高精度、快速响应、抗干扰特性,该种位标器驱动器的控制电路结构科学合理,使用稳定可靠,为人们提供了很大的帮助。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。
图1为本实用新型所述一种双轴伺服稳像系统控制电路结构原理示意图。
图中:控制电源电路、驱动电源电路、MCU主控制器、数字隔离电路、电机驱动电路、接口电路、旋变解码电路、MCU主控制与上位机之间422通讯电路、MCU主控制器与陀螺仪数据处理模块之间422通讯电路、电压采集电路、FLASH存储电路、双轴伺服稳态系统与外设(电机、旋转变压器、陀螺仪数据处理模块)接口、双轴伺服稳态系统与上位机及系统电源输入接口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1,本实用新型提供一种双轴伺服稳像系统控制电路技术方案:一种双轴伺服稳像系统控制电路,该控制系统电路包括电源电路、MCU主控制器、数字隔离电路、422通讯电路、电压采集电路、FLASH存储电路、电机驱动电路、旋变解码电路、接口电路。
电源电路为双轴伺服稳像系统电路供电,MCU主控制器在通过通讯电路接收到上位机指令后,MCU主控制器发出指令经光耦隔离控制电机执行相应的动作,双轴电机动作时,通过串口通信电路读取陀螺仪数据处理模块采集的陀螺仪数据信息,为MCU主控制器提供双轴实时角速度信息,实现双轴伺服电机的速度校正闭环,通过SPI通信采集双轴电机的旋转变压器的角度信息,用于达到电机的定位与稳定功能,实现双轴伺服电机的位置闭环,位置和转速环均采用PID调节控制实现各轴的闭环运行,接口电路是双轴伺服稳像系统连接上位机和外设的重要通道。
所述电源电路包括驱动电源电路和控制系统电源电路,所述驱动电源电路用TPS54560为数字隔离芯片ISO7140供电,所述控制系统电源电路输出用TPS54560转成6.5V为MCU数据采集板供电,用LP38798将6.5V转成5V给旋变解码电路供电,同时用LP38798将5V转成3.3V为MCU主控制器和通讯电路供电。
所述MCU主控制器采用国产DSP控制器GD32F450VGT6为核心控制器,用于处理与上位机和陀螺仪数据处理模块的信息,利用PID实现对双轴伺服电机的位置闭环和速度闭环的控制,保证控制系统的高精度、高可靠性的运行。
所述数字隔离电路采用单相隔离光耦ISO7140隔离MCU主控制器输出的控制信号,采用双向隔离光耦ISO7142隔离MCU主控制器输出给电机驱动电路的复位信号,同时隔离电机驱动电路输出给MCU主控制器的报警信号,增强控制系统抗干扰能力,保证控制系统高效稳定的运行。
所述通讯电路采用芯片MAX3490搭建RS-422电路,实现MCU主控制器与上位机通信,MCU主控制器与陀螺仪数据处理模块通信,实时反馈双轴伺服电机当前角速度信息,实现双轴伺服稳态系统电机的速度闭环控制,保证双轴伺服电机控制系统的高精度、稳定可靠运行。
所述电压采集电路采用AD8656用于采集系统的电源电压以及控制回路的电源电压,为系统提供电源电压过压或者低压报警保护功能,监视输入电源电压保证双轴伺服稳态系统稳定可靠工作。
所述FLSAH存储电路采用AT24C08DM与MCU主控制器I2C通信,保存MCU主控制器中的已经设定的PID参数。
所述电机驱动电路采用驱动芯片DRV8313将数字隔离后的控制信号调制后驱动三相直流无刷电机并检测电机状态。
所述旋变解码电路采用旋变数字转换器AD2S1210输出正弦波为旋转变压器提供激励,同时将旋转变压器的数据转换为数字信号通过SPI通讯发送给MCU主控制器,实时反馈双轴伺服电机当前位置数据,实现双轴伺服稳态系统电机的位置闭环控制,保证双轴伺服稳态系统电机控制的高精度、稳定可靠运行。
所述接口分别采用连接器TFM-107-01-L-D-TH-DS与上位机422通讯,为位标器驱动板提供电源;采用TFM-115-01-L-D-DS与陀螺仪数据处理模块通信,同时为三相电机和旋转变压器提供连接接口,接口电路是双轴伺服稳像系统连接上位机和外设的重要通道。
工作原理:该电源电路为双轴伺服稳像系统电路供电,MCU主控制器在通过通讯电路接收到上位机指令后,MCU主控制器发出指令经光耦隔离控制电机执行相应的动作,双轴电机动作时,通过串口通信电路读取陀螺仪数据处理模块采集的陀螺仪数据信息,为MCU主控制器提供双轴实时角速度信息,实现双轴伺服电机的速度校正闭环,通过SPI通信采集双轴电机的旋转变压器的角度信息,用于达到电机的定位与稳定功能,实现双轴伺服电机的位置闭环,位置和转速环均采用PID调节控制实现各轴的闭环运行,通过接口电路连接双轴伺服稳像系统和上位机与外设(电机、旋转变压器)。
最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:所述系统控制电路包括电源电路、MCU主控制器、数字隔离电路、422通讯电路、电压采集电路、FLASH存储电路、电机驱动电路、旋变解码电路、接口电路;
所述电源电路包括驱动电源电路和控制系统电源电路,驱动电源电路为电机供电,控制系统电源电路为控制器系统供电,所述MCU主控制器是双轴伺服稳像系统核心,通过串行通信采集陀螺仪数据处理模块采集的陀螺仪数据,所述数字隔离电路是将MCU主控制器的控制信号与电机驱动电路进行光耦隔离,所述通讯电路用于MCU主控制器与上位机通信、MCU主控制器与陀螺仪数据处理模块通信,所述FLASH存储电路是利用外部FLASH芯片保存MCU主控制器掉电前的PID参数,所述电机驱动电路是光耦隔离后的MCU主控制器的控制信号经电机驱动芯片驱动电机,所述旋变解码电路利用旋变数字转换器通过SPI通信发送给MCU主控制器,所述接口电路是连接MCU与主控制器与外设和上位机之间连接的重要通道。
2.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:所述电源电路包括驱动电源电路和控制系统电源电路,驱动电源电路采用TPS54560DDAR将输入电压稳压至3.3V给电机驱动隔离光耦供电,控制系统电源电路采用TPS54560DDAR将输入电压稳压至6.5V给陀螺仪数据处理模块供电和MCU控制系统供电,利用LP38798SD将6.5V稳压至5V给旋变解码电路供电,用LP38798SD将5V稳压至3.3V给MCU主控制器和422通讯电路供电。
3.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:所述MCU主控制器采用国产DSP型号为GD32F450VGT6为核心处理器通过串行通信采集陀螺仪数据处理模块采集的陀螺仪数据信息,通过SPI通信采集旋变反馈的角度信息。
4.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:
所述数字隔离电路采用单相隔离光耦ISO7140隔离MCU主控制器输出的控制信号,采用双向隔离光耦ISO7142隔离MCU主控制器输出给电机驱动电路的复位信号,同时隔离电机驱动电路输出给MCU主控制器的报警信号。
5.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:所述422通讯电路采用芯片MAX3490搭建RS-422电路,实现MCU主控制器与上位机通信、MCU主控制器与陀螺仪数据处理模块通信。
6.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:
所述电压采集电路采用AD8656用于采集系统的电源电压以及控制回路的电源电压。
7.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:
所述FLASH存储电路采用AT24C08DM,通过与MCU主控制器I2C通信,保存MCU主控制器中的已经设定的PID参数。
8.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:
所述电机驱动电路采用驱动芯片DRV8313驱动三相直流无刷电机。
9.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:所述旋变解码电路采用旋变数字转换器AD2S1210输出正弦波为旋转变压器提供激励,同时将旋转变压器的数据转换为数字信号通过SPI通讯发送给MCU主控制器。
10.根据权利要求1所述的一种双轴伺服稳像系统控制电路,其特征在于:所述接口采用连接器TFM-107-01-L-D-TH-DS与上位机422通讯,为位标器驱动板提供电源;采用TFM-115-01-L-D-DS与陀螺仪数据处理模块通信,同时为三相电机和旋转变压器提供连接接口。
CN202122475424.1U 2021-10-14 2021-10-14 一种双轴伺服稳像系统控制电路 Active CN216052750U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202122475424.1U CN216052750U (zh) 2021-10-14 2021-10-14 一种双轴伺服稳像系统控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202122475424.1U CN216052750U (zh) 2021-10-14 2021-10-14 一种双轴伺服稳像系统控制电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN216052750U true CN216052750U (zh) 2022-03-15

Family

ID=80609181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202122475424.1U Active CN216052750U (zh) 2021-10-14 2021-10-14 一种双轴伺服稳像系统控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN216052750U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115729148A (zh) * 2022-11-21 2023-03-03 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 伺服系统检测仪器及伺服系统检测系统
CN117440248A (zh) * 2023-12-21 2024-01-23 西安松果电子科技有限公司 基于轴稳像技术实现目标伺服智能控制方法及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115729148A (zh) * 2022-11-21 2023-03-03 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 伺服系统检测仪器及伺服系统检测系统
CN117440248A (zh) * 2023-12-21 2024-01-23 西安松果电子科技有限公司 基于轴稳像技术实现目标伺服智能控制方法及系统
CN117440248B (zh) * 2023-12-21 2024-05-03 西安松果电子科技有限公司 基于轴稳像技术实现目标伺服智能控制方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN216052750U (zh) 一种双轴伺服稳像系统控制电路
CN206908538U (zh) 伺服电机驱动装置和系统
CN104589367B (zh) 基于EtherCAT的模块化机器人驱动器和控制方法
CN202548681U (zh) 一种智能自稳定摄像系统控制单元
CN210348245U (zh) 一种防抖云台控制装置
CN110936381A (zh) 一种机器人控制装置及机器人
CN104503473A (zh) 一种惯性稳定控制器
CN109525768A (zh) 一种工业相机
CN205812199U (zh) 高清三维全景信息采集与拼接系统
CN203037261U (zh) 一种小型陀螺仪稳像系统
CN1655080A (zh) 混凝土泵车臂架运动控制器
CN114339057B (zh) 一种三维定位同步跟踪摄像系统及控制方法
CN106200498A (zh) 一种基于单片机的舵机驱动装置
CN115503946A (zh) 一种双臂型空中作业无人机及其操作方法
CN206296911U (zh) 一种总线型智能伺服驱动系统及机器人
CN104133414A (zh) 一种基于can总线的单兵转台伺服控制系统
CN210839402U (zh) 一种应用于云台的步进电机控制电路
CN209283333U (zh) 一种工业相机
CN211979505U (zh) 一种机器人侦查系统的控制装置
CN102506277A (zh) 基于电子罗盘的水下云台伺服系统
CN205320168U (zh) 一种可更换模组的智能相机
CN206639262U (zh) 激光相机的标定系统及标定装置
CN206399426U (zh) 一种用于测绘的智能光学反射棱镜装置
CN110673621A (zh) 一种两轮自平衡小车控制系统
CN210687719U (zh) 一种结构紧凑的稳定器

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of utility model: A Control Circuit for Dual Axis Servo Image Stabilization System

Effective date of registration: 20230309

Granted publication date: 20220315

Pledgee: Shaanxi Qin Nong rural commercial bank Limited by Share Ltd. Lintong branch

Pledgor: Xi'an pinecone Electronic Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023610000160

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Granted publication date: 20220315

Pledgee: Shaanxi Qin Nong rural commercial bank Limited by Share Ltd. Lintong branch

Pledgor: Xi'an pinecone Electronic Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023610000160

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of utility model: A control circuit for a dual axis servo image stabilization system

Granted publication date: 20220315

Pledgee: Shaanxi Qin Nong rural commercial bank Limited by Share Ltd. Lintong branch

Pledgor: Xi'an pinecone Electronic Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2024610000042