基于DSP的模擬舵機位置伺服系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
邵瑜李聲晉高婧
(西北工業(yè)大學．陜西西安710072
摘要：針對飛機舵機驅動控制系統(tǒng)介紹了基于DsP的無刷直流電動機模擬舵機位置伺服系統(tǒng)的硬件組成、軟件設計及上作原理綜合運用了PI調節(jié)和積分分離PTD廁節(jié)控制算法并使用labwindows/CVI軟什編寫上位機軟件對系統(tǒng)的跟隨特性進行測試測試結果表明該系統(tǒng)響應速度快．具有較好的控制特性和實用價值。
關鍵詞：舵機；位置伺服：labwindows/CVI；PID算法
中圖分類號：TM383．4 文獻標識碼：A 文章編號：1004—7018(2008)09 0028—03
0引言
1硬件設計
舵機是控制飛行器舵面運動的伺服執(zhí)行機構用以驅動飛機舵面的偏轉從而控制飛機的飛行狀態(tài)。本文設計的是一種飛機舵機的模擬位置伺服系統(tǒng)由稀土永磁無刷直流電動機帶動一個同軸安裝的角位移傳感器組成DSP30F6010為其控制核心。該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)舵機系統(tǒng)的主要性能參數(shù)測試和試驗包括正反轉控制、速度連續(xù)調節(jié)舵面角度自動限位以及按照給定偏轉角快速、穩(wěn)定、準確的跟蹤；同時可以測量電機的實時轉速、系統(tǒng)的頻率響應等參數(shù)此外在過流過壓時還具有故障保護功能一上位機軟件采用Labwindows/(CVI的開發(fā)環(huán)境主要通過RS422串口通信進行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收提供在線實時測試可設置改變輸入信號等有關參數(shù)從而使系統(tǒng)具有實用性如圖1所示
1．1主控及供電模塊
霍爾元件安裝在電機內部檢測轉子磁極位置霍爾信號PA、PB、PC分別與DSP的三個模擬引腳相連將模擬引腳設置為數(shù)字接口通過產生PWM中斷來決定換向。DSP通過PWM引腳經驅動電路(本系統(tǒng)選用IR2130)連接到六個關管實現(xiàn)定頻PWM和換向控制。設計有三路模擬量的輸入分別是給定位置信號、電機實際位置反饋信號、電源電壓檢測信號模擬量的輸入分別經過隔離以及濾波送至DSP。此外還外接有兩個指示燈來指示系統(tǒng)的運行狀態(tài)。圖2只給出了一路模擬量與霍爾信號的輸入圖。
圖2模擬量輸入與霍爾信號輸入原理圖
由于本系統(tǒng)用電較為簡單．只需要兩種電源信號；同時考慮牛產成本、開發(fā)周期以及功率情況最終采用較為簡單的線性電源。系統(tǒng)采用24 V供電通過L7815(15 V)給驅動芯片供電再經過超低壓差的LM1117(5 V)給其余部分供電。
1 2驅動電路設計
如圖3所示驅動芯片選用IR公司的1R2130芯片同時控制六個大功率管的導通和關斷驅動電路非常簡單。是通過1-LM7815穩(wěn)壓器得到的﹢15 V電源。C1是自舉電容為上橋臂功率管驅動的懸浮電源存儲能量D4的作用防止上橋臂導通時
圖3驅動電路原理圖
的直流電壓和母線電壓到IR2130的電源上而使器件損壞因此D4應有足夠的反向耐壓當然由于D4與C1串聯(lián)．為了滿足主電路功率管開關頻率的要求D4應選快速恢復二極管。R 17和R 12是 |
