[發明專利]一種小型電動舵機的控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410675048.2
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104536333A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 趙亞妮;王琛
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05D3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種小型電動舵機的控制系統，其特征在于：包括采集舵偏角當前值的MCU處理器，MCU處理器還連接有第一光耦、第二光耦和總線收發器，總線收發器接收舵偏角目標值，第一光耦、第二光耦均連接第一功率驅動器和第二功率驅動器，第一功率驅動器和第二功率驅動器均連接H橋逆變電路，H橋逆變電路輸出電機驅動信號，總線收發器、MCU處理器、兩個光耦、兩個功率驅動器和H橋逆變電路均連接電源。

2.根據權利要求1所述的一種小型電動舵機的控制系統，其特征在于：所述總線收發器、MCU處理器和兩個光耦連接第一DC/DC模塊，兩個光耦和兩個功率驅動器連接第二DC/DC模塊，第一DC/DC模塊和第二DC/DC模塊均連接浪涌抑制及濾波電路，浪涌抑制及濾波電路連接28V電源，第一DC/DC模塊輸出±5V電源，第二DC/DC模塊輸出+12V電源，H橋逆變電路連接28V電源。

3.根據權利要求2所述的一種小型電動舵機的控制系統，其特征在于：所述第一DC/DC模塊和第二DC/DC模塊的型號分別為MSDW1035和MAW01-24S12。

4.根據權利要求1所述的一種小型電動舵機的控制系統，其特征在于：所述MCU處理器的型號為C8051F041。

5.根據權利要求1所述的一種小型電動舵機的控制系統，其特征在于：所述第一光耦和第二光耦的型號為HCPL0531，總線收發器的型號為MAX490。

6.根據權利要求1所述的一種小型電動舵機的控制系統，其特征在于：所述第一功率驅動器和第二功率驅動器的型號均為IR2302S。

7.權利要求1所述的一種小型電動舵機的控制系統的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：通過MCU處理器采集舵偏角當前值，舵偏角目標值經422總線收發器接入處理器；

步驟二：MCU處理器將舵偏角當前值與目標值進行比較，根據偏差計算控制量輸出兩路同向PWM信號，同向PWM信號經第一光耦隔離后變為反向PWM信號分別輸出給第一功率驅動器和第二功率驅動器；

處理器輸出的關斷保護信號經第二光耦隔離后輸出至第一功率驅動器和第二功率驅動器；

步驟三：第一功率驅動器和第二功率驅動器輸出的高、低壓側驅動信號輸出給H橋逆變電路；

步驟四：H橋逆變電路輸出兩路直流電機驅動信號，驅動電機轉動，實現對舵面偏轉角的控制。

8.根據權利要求7所述的一種小型電動舵機的控制系統的控制方法，其特征在于：所述MCU處理器為C8051F041，其中24.5MHz晶振頻率為系統時鐘；內部電源監視器監控電源產生上電及掉電復位；內部1.2V帶隙電壓基準及兩倍增益緩沖放大器輸出2.4V參考電壓；ADC0電壓基準取自DAC0；DAC1輸出1.2V電壓作為高壓差分放大器HVDA的參考電壓；HVDA的增益為0.5；ADC0內部放大器增益為1；交叉開關將UART0的TX和RX引腳分配到P0.0和P0.1，脈寬調制信號PWM1和PWM2引腳分配到P0.2和P0.3；P0.6為數字輸出端口，并將所有輸出引腳配置成推挽方式。

9.根據權利要求7所述的一種小型電動舵機的控制系統的控制方法，其特征在于：所述步驟二中，MCU處理器工作流程如下，啟動AD轉換器采用查詢方式讀取舵偏角當前值，連采5次，去掉最大和最小值，中間3個值取平均，作為當前舵偏值；根據角度偏差計算控制量，更新PWM輸出信號的占空比；延遲500us，再啟動AD獲取當前舵偏角，計算控制量，更新PWM占空比。