[發明專利]一種單軸框架角度調整系統

有效

• 申請號: 201410287005.7
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104062984A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 齊力;孫玉彤;陳育杰;干昌明;郝永勤;楊震;魏燕紅
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G05D3/14
• 分類號: 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整系統，其特征在于包括：角位置傳感器、數字量輸出模塊、模擬量輸出模塊、校正網絡和力矩電機；

角位置傳感器固定在單軸框架的軸端，實時監測單軸框架的角度信息，同時輸出正弦信號和余弦信號，所述正弦信號和余弦信號帶有單軸框架的角度信息；

數字量輸出模塊接收角位置傳感器輸出的一路正弦信號和一路余弦信號并將接收到的正弦信號和余弦信號轉化為帶單軸框架角度信息的數字信號實時輸出；

角位置傳感器同時將一路正弦信號輸出給模擬量輸出模塊，模擬量輸出模塊將正弦信號中的單軸框架角度信息轉化為實時電壓信號后輸入到校正網絡中；

校正網絡同時接收外部參考電壓信號，并對接收到的實時電壓信號和外部參考電壓信號的差值進行解算，得到控制量，控制量經歸一化處理得到力矩電機控制信號；

力矩電機接收到校正網絡的力矩電機控制信號后開始工作，帶動單軸框架進行轉動，從而實現單軸框架角度的調整，當達到預定的單軸框架角度時，模擬量輸出模塊輸出的實時電壓信號與外部參考電壓信號相同，矯正網絡不再輸出力矩電機控制信號，力矩電機停止工作，完成單框架角度調整。

2.根據權利要求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子采用斜槽齒槽設計。

3.根據權利要求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，完成數字量輸出模塊與模擬量輸出模塊的電氣隔離；

相敏解調電路接收電氣隔離后的正弦信號，在±10°角度范圍內，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放大器進行放大后輸出。

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

角位置傳感器輸出的正弦信號經過帶通濾波器濾波后與限幅放大后的激磁電壓基準信號一起在解調器中進行解調，得到解調信號，解調信號經過低通濾波器后保留直流部分作為輸出信號輸出。

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

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

6.根據權利要求1所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述校正網絡的傳遞函數為：

H(s)=(k2s+1)•(k3s+1)(k1s+1)•s]]>

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

7.根據權利要求1所述的一種單軸框架角度傳感器，其特征在于：所述校正網絡輸出值，即控制量經歸一化處理得到力矩電機控制信號；具體為：

若控制量的變化范圍為[0,K]，則力矩電機控制信號具體為：

PWM=y-K/2K]]>

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