[發明專利]基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統

在審

• 申請號: 202010289325.1
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111443636A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 時荔蕙;王春龍;賈永軍;蔣雙雙;郝博雅;鄭坤;楊麗博;王常青;譚名棟;謝娜
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍32180部隊
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05D27/02;H02P5/46
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

1.一種基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統，包括信號調理模塊、A/D采集模塊、角度解算模塊、伺服算法模塊和電機驅動控制模塊，該信號調理模塊的輸入端和輸出端分別與陀螺儀的信號輸出端和A/D采集模塊的輸入端連接；該角度解算模塊的輸入端與光電碼盤的信號輸出端連接；該A/D采集模塊和該角度解算模塊的輸出端分別與伺服算法模塊的不同輸入端連接；該伺服算法模塊的輸出端通過電機驅動控制模塊與光電吊艙的俯仰電機連接；該伺服算法模塊與上位機建立通信連接，其特征在于，所述的伺服算法模塊包括主DSP速度閉環控制模塊和輔DSP位置閉環控制模塊，該主DSP速度閉環控制模塊與輔DSP位置閉環控制模塊之間通過多通道緩沖串行總線McBSP相互連接，所述的A/D采集模塊的輸出端與該主DSP速度閉環控制模塊連接；該輔DSP位置閉環控制模塊分別與該角度解算模塊的輸出端和所述的上位機連接；該主DSP速度閉環控制模塊的輸出端與該電機驅動控制模塊的輸入端連接。

2.據權利要求1所述的基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統，其特征在于：所述的信號調理模塊由AD524芯片及其外圍電路和OP400芯片及其外圍電路組成。

3.據權利要求1所述的基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統，其特征在于：所述的A/D采集模塊由一片型號為AD7656的標準A/D采集芯片及其外圍電路組成。

4.據權利要求1所述的基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統，其特征在于：所述的角度解算模塊由2片總線驅動芯片及其外圍電路組成，總線驅動芯片采用通用串口芯片MAX3490。

5.據權利要求1所述的基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統，其特征在于：所述的主DSP速度閉環控制模塊的硬件由TMS320F28335芯片及常規的外圍電路組成，輔DSP位置閉環控制模塊的硬件由TMS320F2812芯片及常規的外圍電路組成。

6.據權利要求1所述的基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統，其特征在于：所述的電機驅動控制模塊由功率HPA2810驅動芯片及其外圍電路組成。

7.根據權利要求1所述的基于雙DSP的無人機載光電吊艙穩定控制系統，其特征在于：該系統的穩定控制過程包括以下步驟：

第一步：光電吊艙上電后，檢查信號調理模塊、A/D采集模塊、角度解算模塊、電機驅動控制模塊是否正常；如果檢查結果正常，則進行下一步；

第二步：主DSP速度閉環控制模塊和輔DSP位置閉環控制模塊各自完成閉環控制參數初始化；

第三步：初始化完成后，輔DSP位置閉環控制模塊通過SCI總線與上位機進行信息交互，并將上位機的控制指令通過McBSP總線送給主DSP速度閉環控制模塊；

第四步：輔DSP位置閉環控制模塊完成位置閉環算法，該位置閉環算法包括：依次對光電碼盤信號的解算、工程單位轉換運算以及PID算法、濾波算法；并將計算結果通過McBSP送給主DSP速度閉環控制模塊；與此同時，主DSP速度閉環控制模塊完成速度閉環算法，該速度閉環算法包括：依次對陀螺速度信號的采集運算、工程單位轉換運算以及PID算法、濾波算法、陷波算法；并將計算結果轉換為占空比可調的PWM波輸出給電機驅動控制模塊；

第五步：電機驅動控制模塊接收到主DSP速度閉環控制模塊的輸出結果，將放大后的PWM波輸出給光電吊艙的方位電機和俯仰電機，從而驅動方位、俯仰電機運動，實現光電吊艙的穩定控制。