[發明專利]一種舵機控制系統

在審

• 申請號: 202011501107.6
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112650111A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 余勝武;林寶麗;劉衡湘
• 申請（專利權）人: 湖南金翎箭信息技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 王瓊琦

一種舵機控制系統，包括數字控制電路，將舵機當前的狀態和目標狀態進行處理獲得電壓信號u_c；功率驅動電路，受控端與數字控制電路的輸出端連接，對電壓信號u_c放大，驅動端與伺服電機連接；伺服電機，作為驅動，伺服電機的信號θ_m輸送到減速傳動機構中；減速傳動機構，對伺服電機的力矩通過減速傳動機構放大，放大后帶動舵面，使舵面向要求的角度偏轉；反饋電位器，接收反饋回的舵面的轉動角度δ；AD采集電路，與數字控制電路連接；位置傳感器，用于檢測舵面當前位置，所述位置傳感器將舵機當前狀態發送到數字控制電路中。本發明實現了舵機的數字化控制，能夠更加準確且快速的實現舵機的目標方向。

技術領域

本發明涉及電動舵機的技術領域，尤其涉及一種舵機控制系統。

背景技術

“電動舵機伺服控制系統”的研究目的是完成高精度、高頻響輸出的智能化數字化電動舵機的研制。

舵機的靜態、動態特性直接影響著導彈飛行的方向及準確性，高性能電動舵機的研制對提高飛行器的性能具有重要的意義，己成為各國軍事科研的一個重要課題，全電化、數字化和智能化是當前舵機的發展方向。與傳統的模擬控制舵機相比，數字化電動舵機更易于實現先進的控制方案，具有性能好、易維護、可靠性高等優點，它是現代先進飛行器實現其高精度、高靈敏度、高可靠性性能的關鍵因素之一。

著眼于電動舵機輸出力矩大，響應速度快，控制精度高的發展方向，本項目研究目標是建立一精確數字化電動舵機系統的數學模型，設計和實現智能化、高穩定性、數字電動舵機系統，基于數字信號處理器的應用，力求運用現代先進控制的新方案，提高舵機整體靜態、動態的性能。

數字化電動舵機比傳統的以模擬電路實現的控制舵機相比具有如下優越性：

1)數字化通信與系統分布控制。控制系統的數字化通信可從根本上解決模擬信號傳輸所引起的信號衰減及串擾問題，并可在此基礎上實現分布式控制，以解決集中式控制帶來的危險高度集中的弊端，大大提高控制系統的安全性和靈活性。

2)系統控制精度高與可擴展性強。控制算法由軟件實現，可不斷地改進控制算法(如變結構控制、雙模控制、模糊控制等)來提高系統控制精度。同時這種改進只涉及軟件，不更改或很少更改硬件，因而實現非常容易，且繼承性好。通過串口(RS-422或RS-485)對參數進行修改即可以控制參數不同型號的舵機。

3)參數便于調整和優化。數字化舵機用程序來實現系統中控制部分的頻率、死區、放大倍數、校正環節等重要參數，便于調整和參數優。

4)系統調試方便，生產一致性好。通過通信接口將控制系統和智能化的自動測試設備相連接，在測試軟件的支持下進行調試，并將調試的最佳參數固化，這種固化參數不隨時間而改變，使控制系統的性能穩定、一致。

5)可靠性高。系統采用高集成化器件完成設計，其中系統控制芯片DSP微處理器代替模擬式舵機的大部分模擬器件，減少了元器件的種類和數量，簡化了電路，提高了可靠性。

6)智能化程度高。數字舵機的微處理器內部可以實現位移、力矩、速度、角度等信號的采集處理，系統功能強大、控制器體積小、智能化程度高。

7)同時模擬舵機控制方式簡單、直接，性能可靠也是其自身優點。

因此，電動舵機的數字化已成為導彈舵機的發展方向。研究和設計基于數字信號處理器的舵機系統有很大的理論意義和工程實用價值。

發明內容

為了解決現有技術中的舵機問題，為此，本發明提供一種舵機控制系統。本發明采用以下技術方案：

一種舵機控制系統，包括

數字控制電路，將舵機當前的狀態和目標狀態進行處理獲得電壓信號u_c；