[發明專利]一種航空遙感相機穩定平臺控制系統

在審

• 申請號: 202210679411.2
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115065275A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 周大立;王曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H02P5/46
• 分類號: H02P5/46;H02K11/27;H02K11/33;G01C21/18;H04N5/232
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 孟潔

1.一種航空遙感相機穩定平臺控制系統，其特征在于，包括：

主控制器，與相機控制器通訊連接，接收控制指令并進行狀態反饋；

接口擴展FPGA模塊，所述接口擴展PFGA模塊上連接有編碼器、陀螺及姿態測量單元，所述接口擴展PFGA模塊從所述編碼器、陀螺及姿態測量單元上采集數據并傳輸至所述主控制器；其中，所述陀螺包括航向軸陀螺、俯仰軸陀螺、橫滾軸陀螺，所述編碼器包航橫向軸編碼器、俯仰軸編碼器及橫滾軸編碼器；

電機驅動器，與所述主控制器連接，所述主控制器通過所述電機驅動器驅動飛機的電機；其中，飛機的電機包括航向軸電機、俯仰軸電機及橫滾軸電機，所述航向軸電機、俯仰軸電機及橫滾軸電機各自配有一個所述電機驅動器；

霍爾電流傳感器，用于檢測繞組電流及電阻分壓方式監測母線電壓；

ADC轉換器，與所述接口擴展FPGA模塊及所述霍爾電流傳感器連接，用于將所述霍爾電流傳感器檢測的電流及電壓數據經過所述接口擴展FPGA模塊傳輸給所述主控制器；

所述主控制器完成閉環控制算法并生成電機驅動信號，所述主控制器與所述電機驅動器光耦隔離，通過光耦隔離與所述電機驅動器實現對各所述航向軸電機、俯仰軸電機及橫滾軸電機的驅動。

2.根據權利要求1所述的航空遙感相機穩定平臺控制系統，其特征在于，所述穩定平臺控制系統還包括：

電源變換單元，與所述相機控制器連接，所述相機控制器為所述穩定平臺控制系統提供彼此隔離的功率電源及信號電源；

所述電源變換單元用于將所述信號電源中的數字電源轉換為所述穩定平臺控制系統所需的多種數字電源。

3.根據權利要求2所述的航空遙感相機穩定平臺控制系統，其特征在于，所述主控制器與所述相機控制器通過RS-422接口連接。

4.根據權利要求3所述的航空遙感相機穩定平臺控制系統，其特征在于，所述主控制器包括:

控制指令解析狀態反饋模塊，用于接收所述相機控制器的控制指令并其進行狀態反饋；

閉環控制算法模塊，用于完成閉環控制算法，其中包括完成所述航向軸電機、俯仰軸電機及橫滾軸電機各自的位置環、速度環及電流環閉環控制；

XINTF接口，與所述接口擴展FPGA連接，用于與所述接口擴展FPGA進行數據傳輸。

5.根據權利要求4所述的航空遙感相機穩定平臺控制系統，其特征在于，所述閉環控制算法具體包括：

設置0.05ms(1/20kHz)為計數周期；

每次計數周期到則進入中斷處理，在每次中斷中均執行電流閉環算法一次，包括讀取電流數據及校正器計算，并更新占空比；

每10次中斷執行一次速度閉環算法，包括讀取速度數據及校正器計算比，更新電流值給定；

每100次中斷執行一次位置閉環算法，包括讀取位置數據及校正器計算，更新速度值給定。

6.根據權利要求5所述的航空遙感相機穩定平臺控制系統，其特征在于，所述電流環的計算頻率均取20KHz，所述速度環的計算頻率均取2KHz，所述位置環的計算頻率均取200Hz。

7.根據權利要求6所述的航空遙感相機穩定平臺控制系統，其特征在于，所述霍爾電流傳感器通過信號調理電路將檢測的電流及電壓傳輸至所述ADC轉換器。