MEASUREX 053596-01 反旋穩(wěn)定舵機(jī)控制原理

反旋穩(wěn)定舵機(jī)是指全系統(tǒng)僅有一個(gè)反向旋轉(zhuǎn)（相對(duì)于彈體的滾轉(zhuǎn)方向）的伺服執(zhí)行電機(jī)構(gòu)成，通過控制電機(jī)相對(duì)于彈體的速度，實(shí)現(xiàn)彈體姿態(tài)調(diào)整。常規(guī)舵機(jī)的舵翼與彈軸是固連在一起的，這里摒棄了復(fù)雜的齒輪或連桿結(jié)構(gòu)，將電機(jī)直接與穩(wěn)定平臺(tái)連接，通過反向旋轉(zhuǎn)抵消彈體繞彈軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得該穩(wěn)定平臺(tái)在慣性坐標(biāo)下保持沿彈體縱軸的穩(wěn)定；舵翼是安裝在該穩(wěn)定平臺(tái)上的，這樣與彈體實(shí)現(xiàn)了有效隔離，舵翼偏角維持不變。當(dāng)彈載計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令后，利用彈體與穩(wěn)定平臺(tái)的速度差控制舵翼偏轉(zhuǎn)到相位，并維持穩(wěn)定，產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的控制力矩，使得彈體的姿態(tài)可控，達(dá)到伺服的目的。

圖1MEASUREX 053596-01 工作原理簡(jiǎn)圖

2.MEASUREX 053596-01 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

選用無刷直流電機(jī)（BLDCM）作為伺服執(zhí)行電機(jī)，主要考慮了BLDCM具有控制簡(jiǎn)單、體積小，重量輕、效率高、運(yùn)行可靠、壽命長(zhǎng)、保養(yǎng)維修方便等優(yōu)點(diǎn)[2]。BLDCM的額定轉(zhuǎn)速8000RPM，不能與穩(wěn)定平臺(tái)直接相連，必須配合減速器使用。

彈載計(jì)算機(jī)通過串口，先將彈體的滾轉(zhuǎn)速度傳給DSP，與反饋速度值比較產(chǎn)生一定脈寬占空比的PWM信號(hào)控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，使穩(wěn)定平臺(tái)保持在慣性坐標(biāo)下沿彈體縱軸穩(wěn)定。當(dāng)需要調(diào)節(jié)彈體姿態(tài)的時(shí)候，彈載計(jì)算機(jī)通過串口再將舵翼位置信息傳送給主控單元，DSP接到控制指令后，調(diào)用控制算法控制舵翼發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在相位穩(wěn)定，總體框圖如圖2所示。

圖2 MEASUREX 053596-01 系統(tǒng)總體框圖

MEASUREX 053596-01 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

反旋舵機(jī)控制系統(tǒng)由DSP主控電路、串口通信電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)檢測(cè)電路、保護(hù)電路等組成。

圖3 MEASUREX 053596-01 主要硬件設(shè)計(jì)原理圖

3.1：MEASUREX 053596-01 主控電路

主控芯片選用美國德州儀器公司生產(chǎn)的TMS320C6747，它是一款新型32位浮點(diǎn)DSP芯片，主頻300MHz，片內(nèi)集成eHRPWM、eCAP、eQEP模塊，配合編碼器使用，以zui少的外圍電路對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，非常適用于工業(yè)控制領(lǐng)域[1]。

MEASUREX 053596-01 主要的工作量有：雙閉環(huán)控制算法，實(shí)現(xiàn)速度的控制、三閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)相位的控制、故障保護(hù)。C6747接收到彈載計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令后，通過與反饋信號(hào)值比較，經(jīng)過控制器算法處理后，輸出占空比可調(diào)的PWM波，通過控制功率管的導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)速度調(diào)節(jié)。C6747片上沒有A/D模塊，通過外加ADC,采集主電路的電流、電壓，在發(fā)生過壓、過流時(shí)，能夠及時(shí)的通過軟件關(guān)閉PWM波輸出，保護(hù)功率管與電機(jī)。

Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18 990967-902 4.6*250 5 NEW

50181010 Stahlwille 730N/10 Torque Wrench 20-100Nm

BARMAG DRIVER Board ED292-60-3Z for FK6-1000 New Part

emecanique XPS-BC XPSBC1110 SAFETY RELAY 300V 2.5A

BW SR-B04 Sensor CO2 123875

33000pcs PROTEK DEVICES #49021 Nailhead Pins Silver NEW

Lot of 11 Honeywell ROD End NSA8159-014E Airbus $30/pc

Lot 500 HARWIN M22-714 M22-7142042 DIL Vertical Socket

Molex JHTR1719C 0011260007 Hand Crimp Tool NEW

New EUCHNER RGBF06D12-502-M Limit Switch 082316

SIEMENS 6ES7 138-4HA00-0AB0 6ES71384HA000AB?0 NEW

Endress + Hauser CPS11-2AA2ESA Liquid Analysis Sensor

?