[發明專利]反作用飛輪輸出力矩測量電路及其測量方法

無效

• 申請號: 201110120115.0
• 申請日: 2011-05-10
• 公開（公告）號: CN102288340A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 李化義;張迎春;李冬柏;耿云海;李璟璟
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.反作用飛輪輸出力矩測量電路，其特征在于它包括微處理器(1)、通信接口(2)、計數器(3)、晶振(4)和整形模塊(5)；微處理器(1)的第一輸入輸出端與通信接口(2)的第一輸出輸入端連接，通信接口(2)的第二輸入輸出端為動力學計算模塊的信號輸入輸出端，微處理器(1)的第二輸入輸出端與計數器(3)的輸出輸入端連接，微處理器(1)的第三輸入端與整形模塊(5)的輸出端連接，整形模塊(5)的輸入端為飛輪轉速脈沖信號輸入端，微處理器(1)的第四輸入端為微處理器(1)的飛輪轉速方向信號輸入端，微處理器(1)的第五輸入端為微處理器(1)的50ms脈沖信號輸入端，計數器(3)的輸入端與晶振(4)的輸出端連接。

2.根據權利要求1所述的反作用飛輪輸出力矩測量電路，其特征在于整形模塊(5)包括光電隔離整形芯片(51)和倍頻處理電路(52)，光電隔離整形芯片(51)的輸入端為飛輪轉速脈沖信號輸入端，光電隔離整形芯片(51)的輸出端與倍頻處理電路(52)的輸入端連接，倍頻處理電路(52)包括延時芯片(521)和異或模塊(522)，倍頻處理電路(52)的輸入端同時為延時芯片(521)的輸入端和異或模塊(522)的一個輸入端，延時芯片(521)的輸出端與異或模塊(522)的另一個輸入端連接，異或模塊(522)的輸出端為倍頻處理電路(52)的輸出端，并且為整形模塊(5)的輸出端。

3.反作用飛輪輸出力矩測量方法，其特征在于步驟如下：

微處理器(1)初始化，設置微處理器(1)的飛輪轉速脈沖信號輸入端的中斷口的中斷觸發方式為上升沿或者下降沿觸發方式，即單個邊沿觸發，設置微處理器(1)的50ms脈沖信號輸入端的中斷口的中斷觸發方式為上升沿觸發；微處理器(1)定義飛輪轉速脈沖中斷計數變量count并清零；設置微處理器(1)內部定時器，定時精度1ms，啟動定時；

計數器(3)初始化，設置計數器(3)的計數增加1代表1μs，啟動計數器(3)計數；初始化50ms中斷更新標志flag＝0；

設置50ms脈沖中斷處理程序的優先級高于飛輪轉速脈沖中斷處理程序的優先級；

50ms脈沖中斷處理程序為：

記錄微處理器(1)內部定時器當前計數值T50，設置50ms中斷更新標志flag＝1，退出50ms脈沖中斷處理程序；

飛輪轉速脈沖中斷處理程序為：

步驟一：飛輪轉速脈沖中斷計數變量count值加1，讀取飛輪轉速方向信號Direct，若50ms中斷更新標志flag＝1，則進行步驟二，否則退出飛輪轉速脈沖中斷處理程序；

步驟二：讀取微處理器(1)內部定時器當前計數值Tflag，計算當前計算周期內的反作用飛輪轉速：

若Tflag-T50＞25ms，則當前計算周期內的反作用飛輪轉速ω＝0，否則讀取并記錄計數器(3)的數值T3，按下述公式計算當前計算周期內的反作用飛輪轉速：

t＝T3_k-T3_k-1，其中下標k代表當前計算周期，k-1代表上一計算周期，

ω=Diret×2π36×(count-1)/t,]]>

其中，ω表示當前計算周期內的飛輪轉速，一周期50ms，Direct表示轉速方向，由飛輪轉速方向信號決定，如果飛輪轉速方向信號為高電平，則Direct＝1，否則Direct＝-1；

T3_k＝T3_k-1；設置50ms中斷更新標志flag＝0，

步驟三：計算反作用飛輪輸出力矩T：

T=Jωk-ωk-150ms]]>

其中，T代表飛輪輸出力矩，J代表飛輪轉動慣量，為常值，ω_k表示當前計算周期的飛輪轉速，ω_k-1表示上一計算周期飛輪轉速；ω_k＝ω_k-1；

步驟四：將計算得到的飛輪輸出力矩T通過通信接口(2)發送給動力學模型，退出飛輪轉速脈沖中斷處理程序。