[發(fā)明專利]一種陀螺進(jìn)動控制裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210375749.5
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN103712611A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王恩德;佟新鑫;朱丹;劉曉安;王旭;栗蕭峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01C19/04
• 分類號: G01C19/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

1.一種陀螺進(jìn)動控制裝置，其特征在于包括：順序連接的預(yù)處理電路、微控制器、低通濾波器、功率放大器和陀螺驅(qū)動；

預(yù)處理電路：將來自傳感器的陀螺反饋信息進(jìn)行放大整形后輸出至微控制器；

微控制器：接收上位機(jī)的進(jìn)動位置信息，完成進(jìn)動位置信息和進(jìn)動控制信息之間的映射，利用脈寬調(diào)制技術(shù)將進(jìn)動控制信息通過改變脈寬調(diào)制的占空比轉(zhuǎn)換成正弦波；

低通濾波器：將微控制器輸出的正弦波濾掉高頻成分；

功率放大器：將低通濾波器的控制信號進(jìn)行放大后輸出至陀螺驅(qū)動使陀螺進(jìn)動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陀螺進(jìn)動控制裝置，其特征在于：

所述陀螺反饋信息包括陀螺轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陀螺進(jìn)動控制裝置，其特征在于：

所述進(jìn)動控制信息包括陀螺轉(zhuǎn)子的頻率、幅度和相位。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陀螺進(jìn)動控制裝置，其特征在于：

所述進(jìn)動控制信息中的頻率根據(jù)陀螺反饋信息的轉(zhuǎn)速得出。

5.一種陀螺進(jìn)動控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1）查詢陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動周期是否到來；

2）如果到來，則測量陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；如果沒到來，則返回步驟5）；

3）接收上位機(jī)的進(jìn)動位置信息，包括陀螺轉(zhuǎn)子的幅度和方位；

4）在進(jìn)動位置信息與進(jìn)動控制信息之間進(jìn)行插值映射；所述進(jìn)動控制信息包括陀螺轉(zhuǎn)子的頻率、幅度和相位。

5）查詢脈寬調(diào)制間隔是否到來；

6）如果到來，則輸出脈寬調(diào)制波；如未到來，則返回步驟1）；

7）脈寬調(diào)制的正弦波經(jīng)低通濾波器濾掉高頻成分，再通過功率放大器進(jìn)行信號放大后輸出至陀螺驅(qū)動使陀螺進(jìn)動。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種陀螺進(jìn)動控制方法，其特征在于：

所述步驟4）對進(jìn)動的位置和進(jìn)動控制信息進(jìn)行插值映射包括以下步驟：

A．對陀螺進(jìn)動的幅度和相位數(shù)據(jù)中的特殊點做成二維表；

B．在二維表中搜索離設(shè)定的進(jìn)動幅度和相位最近的兩個點；

C.利用線性插值的方法進(jìn)行插值，得到進(jìn)動控制信息的幅度和相位。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種陀螺進(jìn)動控制方法，其特征在于：

所述特殊點為在陀螺頂面上不同半徑的同心圓圓周與不同圓心角的交點。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種陀螺進(jìn)動控制方法，其特征在于：

所述脈寬調(diào)制間隔是通過定點采樣設(shè)定的。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種陀螺進(jìn)動控制方法，其特征在于：

所述輸出脈寬調(diào)制波包括以下步驟：

a．將映射所得的正弦波幅度轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制的最大占空比；

b．將映射所得的正弦波相位與陀螺反饋的位置信息中的方位進(jìn)行比較，將所得相位差數(shù)字化并轉(zhuǎn)換為時間差，該時間差作為脈寬調(diào)制的50%占空比時刻；

c．將陀螺反饋的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成頻率，作為占空比改變一個周期的頻率，即可得到高頻調(diào)制的正弦波。