[發(fā)明專利]一種單軸框架角度調(diào)整系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410287005.7
• 申請(qǐng)日: 2014-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN104062984A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊力;孫玉彤;陳育杰;干昌明;郝永勤;楊震;魏燕紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號(hào): G05D3/14
• 分類號(hào): G05D3/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種單軸框架角度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于包括：角位置傳感器、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸出模塊、校正網(wǎng)絡(luò)和力矩電機(jī)；

角位置傳感器固定在單軸框架的軸端，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單軸框架的角度信息，同時(shí)輸出正弦信號(hào)和余弦信號(hào)，所述正弦信號(hào)和余弦信號(hào)帶有單軸框架的角度信息；

數(shù)字量輸出模塊接收角位置傳感器輸出的一路正弦信號(hào)和一路余弦信號(hào)并將接收到的正弦信號(hào)和余弦信號(hào)轉(zhuǎn)化為帶單軸框架角度信息的數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)輸出；

角位置傳感器同時(shí)將一路正弦信號(hào)輸出給模擬量輸出模塊，模擬量輸出模塊將正弦信號(hào)中的單軸框架角度信息轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)電壓信號(hào)后輸入到校正網(wǎng)絡(luò)中；

校正網(wǎng)絡(luò)同時(shí)接收外部參考電壓信號(hào)，并對(duì)接收到的實(shí)時(shí)電壓信號(hào)和外部參考電壓信號(hào)的差值進(jìn)行解算，得到控制量，控制量經(jīng)歸一化處理得到力矩電機(jī)控制信號(hào)；

力矩電機(jī)接收到校正網(wǎng)絡(luò)的力矩電機(jī)控制信號(hào)后開始工作，帶動(dòng)單軸框架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)單軸框架角度的調(diào)整，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的單軸框架角度時(shí)，模擬量輸出模塊輸出的實(shí)時(shí)電壓信號(hào)與外部參考電壓信號(hào)相同，矯正網(wǎng)絡(luò)不再輸出力矩電機(jī)控制信號(hào)，力矩電機(jī)停止工作，完成單框架角度調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述角位置傳感器的轉(zhuǎn)子采用斜槽齒槽設(shè)計(jì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述模擬量輸出模塊包括：電氣隔離變壓器、相敏解調(diào)電路和放大器；

電氣隔離變壓器接收一路帶單軸框架角度信息的正弦信號(hào)，完成數(shù)字量輸出模塊與模擬量輸出模塊的電氣隔離；

相敏解調(diào)電路接收電氣隔離后的正弦信號(hào)，在±10°角度范圍內(nèi)，輸出與單軸框架角度信息成線性比例的雙極性模擬直流電壓并經(jīng)放大器進(jìn)行放大后輸出。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述相敏解調(diào)電路包括帶通濾波器、限幅放大模塊、解調(diào)器和低通濾波器；

角位置傳感器輸出的正弦信號(hào)經(jīng)過帶通濾波器濾波后與限幅放大后的激磁電壓基準(zhǔn)信號(hào)一起在解調(diào)器中進(jìn)行解調(diào)，得到解調(diào)信號(hào)，解調(diào)信號(hào)經(jīng)過低通濾波器后保留直流部分作為輸出信號(hào)輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述數(shù)字量輸出模塊中包括正弦信號(hào)接收電路和余弦信號(hào)接收電路，

其中正弦信號(hào)接收電路與模擬輸出模塊的正弦信號(hào)接收電路相同，余弦信號(hào)接收電路中包括負(fù)載電阻，且負(fù)載電阻的值與模擬量輸出模塊的負(fù)載值相同，負(fù)載電阻使數(shù)字量輸出模塊與模擬量輸出模塊的負(fù)載匹配。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為：

H(s)=(k2s+1)•(k3s+1)(k1s+1)•s]]>

其中，k₁、k₂和k₃均為傳遞系數(shù)，取值為：k₁為0.1235，k₂為0.7317，k₃為0.2453。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述校正網(wǎng)絡(luò)輸出值，即控制量經(jīng)歸一化處理得到力矩電機(jī)控制信號(hào)；具體為：

若控制量的變化范圍為[0,K]，則力矩電機(jī)控制信號(hào)具體為：

PWM=y-K/2K]]>

式中，PWM為力矩電機(jī)控制信號(hào)，PWM的范圍為[-50％,50％]，y為控制量，K為控制量最大值。