[發明專利]一種針對主動側桿的先進控制器設計方法

有效

• 申請號: 201710436140.7
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107255990B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 郗璽;劉貝
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛行自動控制研究所
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種針對主動側桿的先進控制器設計方法，其特征在于，所述設計方法采取以下步驟：

1)機箱設計，用于主動側桿正弦波永磁同步電機控制器的機箱設計，由四塊功能單板層疊組合而成，從上至下依次為控制器電源板，數字伺服控制板，電流采集板和另一塊數字伺服控制板，由板間接插件實現板間連接；

2)電源板設計，電源板在實現雙余度一次電源綜合轉換、保護和輸出，以及電源監控和信號轉接的基礎上，通過復雜可編程邏輯器件查正弦表、數模轉換后功率放大產生低失真，高精度的7V2400Hz正弦交流激磁信號；

3)電流采集板設計，電流采集板的功能為實現適用于主動側桿的中小功率正弦波永磁同步電機矢量控制的電樞電流高精度采集和轉子位置旋變解調；電樞電流采集電路，利用采樣電阻對電樞電流進行采集，經過差分放大，比例運算及一階濾波后，將采集信號輸出到數字伺服控制板；轉子位置旋變解調，采用專用解調芯片，實現傳感器供電及轉子位置解調；

4)數字伺服控制板設計，數字伺服控制板采用DSP+FPGA架構,實現針對主動側桿中小功率正弦波永磁同步電機的矢量控制；DSP利用處理器上事件管理器雙路定時器同時輸出脈寬調制信號，采用坐標系變換和空間矢量脈寬調制，完成對電機的位置、速度、電流三層閉環控制，最終通過PWM控制，使得電動機空間形成圓形旋轉磁場，從而產生恒定的電磁轉矩，帶動轉子轉動，獲得較小的轉矩脈動，完成模數轉換、串行總線通信、旋變解碼功能，同時實現DSP和FPG A的互相監控。

2.根據權利要求1所述一種針對主動側桿的先進控制器設計方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟：中小功率正弦波電機矢量控制，采用坐標系變換和空間矢量脈寬調制技術，實現了主動側桿正弦波電機的控制信號輸出；通過模數轉換分頻采樣技術，保證電流采集的實時性。

3.根據權利要求1所述的一種針對主動側桿的先進控制器設計方法，其特征在于，所述步驟3中的電樞電流采集電路，采用兩只1Ω、3W、0.5％精度的電阻并聯，將差分輸入的電流信號變換為電壓信號，再通過運算放大器OP4177進行放大，加入時間常數為9.912us一階濾波器，最終以電壓的形式輸出給模數轉換電路，保證電流采集精度。

4.根據權利要求1所述的一種針對主動側桿的先進控制器設計方法，其特征在于，所述步驟3中的轉子位置旋變解調，采用AU6802N1型轉子旋變解調芯片，設計旋變解調電路，實現4路轉子位置旋變解調及7V10KHz傳感器勵磁供電，最終將解調結果通過串行總線上傳。

5.根據權利要求1所述的一種針對主動側桿的先進控制器設計方法，其特征在于，所述步驟4中的處理器和現場可編程門陣列并行工作結構，處理器采用TI公司C2000系列高性能32位數字處理器SMJ320F2812，現場可編程門陣列選用ACTEL公司的A3P1000系列芯片，兩種數字芯片并行工作，相互監控。