[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星天線指向機(jī)構(gòu)數(shù)字控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910243817.0
• 申請日: 2009-12-22
• 公開（公告）號: CN101739013A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉剛;劉強(qiáng);李光軍;王志強(qiáng);姜迪開
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀(jì)

1.一種衛(wèi)星天線指向機(jī)構(gòu)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于包括：二次電源變換模塊(2)、功率模塊(3)、三相繞組檢測電路(4)、同步電機(jī)(5)、旋轉(zhuǎn)變壓器(6)、檢測電路(7)、霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)子位置傳感器(8)、激磁模塊(9)、解碼模塊(10)、星載28V電源(11)、電源轉(zhuǎn)換芯片(12)、PWM驅(qū)動(dòng)電路(13)、DSP控制器(14)、通信模塊(15)；星載28V電源(11)通過二次電源變換模塊(2)和電源轉(zhuǎn)換芯片(12)得到DSP控制器(14)外設(shè)和內(nèi)核所需要電源，及通信模塊(15)、激磁模塊(9)、解碼模塊(10)所需要的電源；同時(shí)星載28V電源(11)經(jīng)過二次電源模塊(2)給功率模塊(3)供電；同步電機(jī)(5)輸出軸與旋轉(zhuǎn)變壓器(6)轉(zhuǎn)子同軸安裝；同步電機(jī)(5)的轉(zhuǎn)子位置信號經(jīng)過霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)子位置傳感器(8)送入DSP控制器(14)中；將電阻電壓通過三相繞組檢測電路(4)中的檢測電路(7)，在三相繞組檢測電路(4)中調(diào)制成0～3V，輸入到DSP控制器(14)中，轉(zhuǎn)化為繞組電流信號；工作時(shí)首先上位機(jī)通過通信模塊(15)給DSP控制器(14)發(fā)送位置指令，與此同時(shí)DSP控制器(14)輸出兩路頻率恒定、相位相差180度且按正半周期正弦規(guī)律變化的PWM波，兩路信號經(jīng)過激磁模塊(9)的濾波、整流和差動(dòng)放大后，輸出頻率恒定，幅值正弦規(guī)律變化的激磁信號送入旋轉(zhuǎn)變壓器(6)；旋轉(zhuǎn)變壓器(6)感應(yīng)出兩路粗級和兩路精級信號，其中由粗級線圈感應(yīng)出的輸出電壓信號為粗級信號，由精級線圈感應(yīng)出的電壓信號為精級信號，這四路信號經(jīng)過解碼模塊(10)濾波、整形、AD轉(zhuǎn)換后送入DSP控制器(14)，然后由DSP控制器(14)經(jīng)過解算、補(bǔ)償、糾錯(cuò)后得到最終的輸出軸位置信號；DSP控制器(14)將接收到的上位機(jī)發(fā)出位置指令和解算得到的輸出軸位置進(jìn)行比對，當(dāng)輸出軸位置等于上位機(jī)給定的位置指令時(shí)，DSP控制器(14)沒有PWM信號輸出，PWM驅(qū)動(dòng)電路(13)和功率模塊(3)不工作；當(dāng)輸出軸位置偏離上位機(jī)指令位置時(shí)，DSP控制器(14)通過霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)子位置傳感器(8)得到的同步電機(jī)(5)轉(zhuǎn)子位置信號，結(jié)合三相繞組檢測電路(4)測得的三相繞組電流，經(jīng)過電機(jī)矢量控制解算得到六路PWM驅(qū)動(dòng)信號，輸出到PWM驅(qū)動(dòng)電路(13)和功率模塊(3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，完成同步電機(jī)(5)矢量控制電流閉環(huán)和輸出軸位置信號的位置閉環(huán)控制，控制衛(wèi)星天線指向機(jī)構(gòu)的高精度運(yùn)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星天線指向機(jī)構(gòu)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的二次電源模塊(2)前接有保護(hù)電路(1)，用于過流保護(hù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種衛(wèi)星天線指向機(jī)構(gòu)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的同步電機(jī)(5)采用無齒槽無鐵芯的空心杯形繞組定子結(jié)構(gòu)，在電機(jī)定子360°電角度上均勻放置九個(gè)霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)子位置傳感器，用來提供同步電機(jī)(5)轉(zhuǎn)子位置信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種衛(wèi)星天線指向機(jī)構(gòu)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于：所述DSP控制器(14)經(jīng)過解算、補(bǔ)償、糾錯(cuò)后得到最終的輸出軸位置信號的具體步驟如下：

(1)對粗級和精級信號進(jìn)行二項(xiàng)式擬合運(yùn)算，分別求取粗級和精級位置；

(2)再對粗級和精級位置進(jìn)行糾錯(cuò)、補(bǔ)償，得到最終位置信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種衛(wèi)星天線指向機(jī)構(gòu)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的DSP控制器(14)采用TI公司的TMS320F28335。