專利名稱：一種舵機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及舵機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種舵機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
舵機(jī)主要由舵盤(pán)、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)、直流電機(jī)和控制電路板組成。它的工作原理如下舵機(jī)的控制電路板接收來(lái)自信號(hào)線的控制信號(hào)(周期為20ms的PWM信號(hào))，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)一系列齒輪組，減速后傳動(dòng)至輸出舵盤(pán)。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計(jì)是相連的，舵盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)位置反饋電位計(jì)，電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號(hào)至控制電路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，從而 能控制其轉(zhuǎn)到期望的角度。目前，舵機(jī)控制器主要是以DSP等為核心的數(shù)字舵機(jī)控制器，但是DSP芯片為非國(guó)產(chǎn)元器件，非國(guó)產(chǎn)電子元器件購(gòu)買、選型、技術(shù)交流時(shí)經(jīng)常受到政治、經(jīng)濟(jì)等因素影響，而且目前的DSP芯片在應(yīng)用于對(duì)數(shù)字信號(hào)干擾大的某些電磁干擾場(chǎng)合時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種舵機(jī)控制器，該舵機(jī)控制器利用成熟的、常用的、購(gòu)買不受限的分立電子元器件和成熟的單元電路。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種舵機(jī)控制器，其特征在于由調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路、目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路、目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路、方向控制電路、信號(hào)選擇電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、PID調(diào)理電路、載波信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)隔離電路、過(guò)流保護(hù)電路及電流采樣電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路、H橋逆變電路及電流采樣電路、電源供電電路組成；所述調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路的輸入為外部舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋電位器信號(hào)DJ-FKV，并對(duì)信號(hào)DJ-FKV進(jìn)行電壓跟隨處理，得到舵機(jī)系統(tǒng)的當(dāng)前所處角度信號(hào)V-FK ；調(diào)零電路通過(guò)電位器實(shí)現(xiàn)，所述電位器的輸出信號(hào)經(jīng)電壓跟隨處理后得到的信號(hào)與V-FK信號(hào)經(jīng)減法電路后輸出信號(hào)VReal，其中V-FK信號(hào)接減法電路的正輸入端，電位器輸出信號(hào)經(jīng)電壓跟隨處理后得到的信號(hào)接減法電路的負(fù)輸入端；所述目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路的輸入信號(hào)為外部控制器輸入的目標(biāo)角度信號(hào)，當(dāng)目標(biāo)角度信號(hào)為模擬電壓信號(hào)時(shí)，目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓跟隨處理，當(dāng)目標(biāo)角度信號(hào)為PWM信號(hào)時(shí)，目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路將PWM信號(hào)調(diào)理逆變?yōu)槟M電壓信號(hào)，再對(duì)得到的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓跟隨處理；目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路的輸出信號(hào)為Vbm信號(hào)；所述目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路為兩路減法電路，其中一路減法電路正輸入端接VReal信號(hào)，負(fù)輸入端接Vbm信號(hào)，輸出信號(hào)為OUTRMl，另一路減法電路正輸入端接Vbm信號(hào)，負(fù)輸入端接VReal信號(hào)，輸出信號(hào)為OUTMRl ；
所述方向控制電路包括比較器和非門(mén)電路，VReal信號(hào)接比較器正輸入端，Vbm信號(hào)接比較器負(fù)輸入端，比較器的輸出信號(hào)CON-VOL作為舵機(jī)的方向控制信號(hào),CON-VOL信號(hào)經(jīng)非門(mén)電路后輸出信號(hào)C0N-V0LF，用作后續(xù)控制；所述信號(hào)選擇電路的控制信號(hào)為CON-VOL信號(hào),輸入的可選擇信號(hào)為OUTRMl信號(hào)和OUTMRl信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為高電平信號(hào)時(shí)，選通OUTRMl信號(hào)作為信號(hào)選擇電路輸出的PIDIO信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為低電平信號(hào)時(shí)，選通OUTMRl信號(hào)作為信號(hào)選擇電路輸出的PIDIO信號(hào)；PIDI0信號(hào)經(jīng)PID調(diào)理電路后輸出COM-VOL信號(hào)；C0M_V0L信號(hào)與載波信號(hào)發(fā)生電路生成的三角波信號(hào)TRIANGLE經(jīng)PWM信號(hào)發(fā)生電路后輸出PWM信號(hào)，所述PWM信號(hào)發(fā)生電路為比較電路，COM-VOL信號(hào)接比較器正輸入端，三角波信號(hào)TRIANGLE接比較器負(fù)輸入端；PWM信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生的PWM信號(hào)接信號(hào)選擇電路，當(dāng)CON-VOL為高電平信號(hào)時(shí)，PWM信號(hào)通PWMl驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為低電平信號(hào)時(shí)，PWM信號(hào)通PWM2驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述信號(hào)隔離電路實(shí)現(xiàn)PWM2、PWMU CON-VOL和CON-VOLF信號(hào)的電源隔離和信號(hào) 隔離，隔離輸出的信號(hào)分別對(duì)應(yīng)為PWM2-1、PWMl-I、C0N-V0L-1和C0N-V0LF-1 ；所述過(guò)流保護(hù)電路和電流采樣電路輸入為C0N-V0L-1和C0N_V0LF_1信號(hào)，C0N-V0L-1和C0N-V0LF-1信號(hào)分別與過(guò)流信號(hào)0VERC0UT經(jīng)與門(mén)后得到CON-VOL-LIN和C0N-V0LF-LIN信號(hào)；其中，當(dāng)過(guò)流保護(hù)電路中設(shè)定的保護(hù)電壓大于電流采樣電路的采樣電壓時(shí)，過(guò)流信號(hào)0VERC0UT為高電平，否則為低電平；所述電流采樣電路的電流信號(hào)取自母線電流；所述功率管驅(qū)動(dòng)電路采用兩片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片IRF2103，PWMl-I信號(hào)和C0N-V0L-LIN信號(hào)分別輸入第一片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HIN端和LIN端，第一片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HO端輸出PHA信號(hào)，VS端輸出M0T0R1信號(hào)；PWM2_1信號(hào)和C0N-V0LF-LIN信號(hào)分別輸入第二片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HIN端和LIN端，第二片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HO端輸出PHB信號(hào)，VS端輸出M0T0R2信號(hào)；當(dāng)C0N-V0L-LIN為高電平信號(hào)時(shí)，PHA信號(hào)輸出，反之PHB信號(hào)輸出；在H橋逆變電路中，PHA和C0N-V0L-LIN分別控制兩個(gè)對(duì)角分布的功率管的柵極，PHB和C0N-V0LF-LIN分別控制另外兩個(gè)對(duì)角分布的功率管的柵極；M0T0R1信號(hào)和M0T0R2信號(hào)分別連接舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩相繞組；H橋逆變電路的供電電源的地與功率管驅(qū)動(dòng)電路的地是共地，單點(diǎn)接在一起。有益效果本發(fā)明利用常用的元器件，降低了成本，利用成熟的技術(shù)，保證了可靠性；它是采用了分立的電子元器件實(shí)現(xiàn)了 PID控制技術(shù)、PWM控制技術(shù)、目標(biāo)信號(hào)與實(shí)際信號(hào)處理技術(shù)、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)技術(shù)、隔離技術(shù)等；經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其快速的響應(yīng)特性和良好的跟蹤特性，滿足了舵機(jī)控制的性能。


圖I舵機(jī)控制器整體原理框圖；圖2調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路圖；圖3目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路圖；圖4PWM信號(hào)調(diào)理電路圖；圖5目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路圖6方向控制電路圖；圖7信號(hào)選擇電路圖；圖8PID信號(hào)調(diào)理電路圖；圖9載波信號(hào)發(fā)生電路圖及PWM信號(hào)發(fā)生電路圖；圖10信號(hào)隔離電路圖；
圖11過(guò)流保護(hù)電路及電流采樣電路圖；圖12功率管驅(qū)動(dòng)電路圖；圖13H橋逆變電路及采樣電阻采樣電流電路圖；圖14電源供電電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明本實(shí)施例為采用不同于以往舵機(jī)控制器的技術(shù)創(chuàng)造性的將成熟的模塊技術(shù)以新的思路和方法巧妙集成而實(shí)現(xiàn)了一種新型的舵機(jī)控制器，它是采用了分立的電子元器件實(shí)現(xiàn)了 PID控制技術(shù)、PWM控制技術(shù)、目標(biāo)信號(hào)與實(shí)際信號(hào)處理技術(shù)、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)技術(shù)、隔離技術(shù)等。參照附圖1，本實(shí)施例中的舵機(jī)控制器，由調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路、目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路、目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路、方向控制電路、信號(hào)選擇電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、PID調(diào)理電路、載波信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)隔離電路、過(guò)流保護(hù)電路及電流采樣電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路、H橋逆變電路及電流采樣電路、電源供電電路組成。本實(shí)施例中舵機(jī)控制器的輸入信號(hào)有兩個(gè)外部舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋電位器信號(hào)DJ-FKV和外部控制器輸入的目標(biāo)角度信號(hào)，外部控制器輸入的目標(biāo)角度信號(hào)為PWM信號(hào)或模擬電壓信號(hào)。舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)的兩相輸出信號(hào)有兩個(gè)=MOTORl和M0T0R2，外接電機(jī)繞組出線。本實(shí)施例中舵機(jī)控制器針對(duì)有刷舵機(jī)設(shè)計(jì)，所以輸出信號(hào)為電機(jī)的兩相信號(hào)。參照附圖2，所述調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路的輸入為外部舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋電位器信號(hào)DJ-FKV，并對(duì)信號(hào)DJ-FKV進(jìn)行電壓跟隨處理，得到舵機(jī)系統(tǒng)的當(dāng)前所處角度信號(hào)V-FK，這樣就實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集舵機(jī)系統(tǒng)的當(dāng)前所處角度或者位置值V-FK。為實(shí)現(xiàn)舵機(jī)系統(tǒng)初始位置調(diào)零，還設(shè)計(jì)了調(diào)零電路，調(diào)零電路通過(guò)電位器調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)，所述電位器的輸出信號(hào)經(jīng)電壓跟隨處理后得到的信號(hào)與V-FK信號(hào)經(jīng)減法電路后輸出信號(hào)VReal，其中V-FK信號(hào)接減法電路的正輸入端，電位器輸出信號(hào)經(jīng)電壓跟隨處理后得到的信號(hào)接減法電路的負(fù)輸入端。經(jīng)減法電路后，通過(guò)調(diào)零電位器可以實(shí)現(xiàn)將實(shí)際值VReal調(diào)整為零，實(shí)現(xiàn)舵機(jī)初始位置的調(diào)零功能。參照附圖3和附圖4，所述目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路的輸入信號(hào)為外部控制器輸入的目標(biāo)角度信號(hào)，當(dāng)目標(biāo)角度信號(hào)為模擬電壓信號(hào)時(shí)，目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓跟隨處理，當(dāng)目標(biāo)角度信號(hào)為PWM信號(hào)時(shí)，目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路將PWM信號(hào)調(diào)理逆變?yōu)槟M電壓信號(hào)，再對(duì)得到的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓跟隨處理；目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路的輸出信號(hào)為Vbm信號(hào)。參照附圖5，所述目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路為兩路減法電路，其中一路減法電路正輸入端接VReal信號(hào)，負(fù)輸入端接Vbm信號(hào)，輸出信號(hào)為OUTRMl，另一路減法電路正輸入端接Vbm信號(hào)，負(fù)輸入端接VReal信號(hào)，輸出信號(hào)為OUTMRl。參照附圖6，所述方向控制電路包括比較器和非門(mén)電路，VReal信號(hào)接比較器正輸入端，Vbm信號(hào)接比較器負(fù)輸入端，比較器的輸出信號(hào)CON-VOL作為舵機(jī)的方向控制信號(hào)，CON-VOL信號(hào)經(jīng)非門(mén)電路后輸出信號(hào)C0N-V0LF，用作后續(xù)控制。參照附圖7，所述信號(hào)選擇電路的控制信號(hào)為CON-VOL信號(hào)，輸入的可選擇信號(hào)為OUTRMl信號(hào)和OUTMRl信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為高電 平信號(hào)時(shí)，選通OUTRMl信號(hào)作為信號(hào)選擇電路輸出的PIDIO信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為低電平信號(hào)時(shí)，選通OUTMRl信號(hào)作為信號(hào)選擇電路輸出的PIDIO信號(hào)，具體本實(shí)施例中，信號(hào)選擇電路采用數(shù)字選擇開(kāi)關(guān)CD4052，采用CON-VOL信號(hào)作為數(shù)字選擇開(kāi)關(guān)CD4052的A、B控制信號(hào)，OUTRMl和OUTMRl信號(hào)用作選擇信號(hào)，OUTRMl輸入到CD4052的X3端，OUTMRl輸入到CD4052的XO端，當(dāng)CON-VOL信號(hào)為高電平，則選通X3端的信號(hào)OUTRMl，當(dāng)CON-VOL信號(hào)為低電平，則選通XO端的信號(hào)OUTMRl。PIDIO信號(hào)經(jīng)附圖8所示的PID調(diào)理電路后輸出COM-VOL信號(hào)。參照附圖9，COM-VOL信號(hào)和載波信號(hào)發(fā)生電路生成的三角波信號(hào)TRIANGLE經(jīng)PWM信號(hào)發(fā)生電路后輸出PWM信號(hào)，所述PWM信號(hào)發(fā)生電路為比較電路，COM-VOL信號(hào)接比較器正輸入端，三角波信號(hào)TRIANGLE接比較器負(fù)輸入端。載波三角波信號(hào)TRIANGLE是由信號(hào)發(fā)生器ICL8038實(shí)現(xiàn)的，并經(jīng)調(diào)理后輸出的，調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)了電平的抬升和幅值的調(diào)理。PWM信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生的PWM信號(hào)接圖7中的信號(hào)選擇電路，實(shí)現(xiàn)方向端信號(hào)CON-VOL與驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWMl和PWM2的信息流處理。當(dāng)CON-VOL為高電平信號(hào)時(shí)，PWM信號(hào)通PWMl驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為低電平信號(hào)時(shí)，PWM信號(hào)通PWM2驅(qū)動(dòng)信號(hào)；具體本實(shí)施例中PWM信號(hào)接數(shù)字選擇開(kāi)關(guān)⑶4052的Y端口，Y0、Y3分別接信號(hào)PWM2和PWM1，這樣，當(dāng)CON-VOL信號(hào)為高電平，則選通Y3端的信號(hào)PWM1，當(dāng)CON-VOL信號(hào)為低電平，則選通YO端的信號(hào)PWM2。參照附圖10，所述信號(hào)隔離電路實(shí)現(xiàn)控制部分的信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電路部分的信號(hào)的電源隔離和信號(hào)隔離。具體就是實(shí)現(xiàn)PWM2、PWMU CON-VOL和CON-VOLF信號(hào)的電源隔離和信號(hào)隔離，具體本實(shí)施例中隔離電路采用高速光耦HCPL-2630隔離器，隔離輸出的信號(hào)分別對(duì)應(yīng)為PWM2-1、PWMl-I、C0N-V0L-1 和 C0N-V0LF-1。參照附圖11，過(guò)流保護(hù)電路和電流采樣電路是實(shí)現(xiàn)舵機(jī)控制器過(guò)流保護(hù)功能。所述過(guò)流保護(hù)電路和電流采樣電路輸入為C0N-V0L-1和C0N-V0LF-1信號(hào)，C0N-V0L-1和C0N-V0LF-1信號(hào)分別與過(guò)流信號(hào)0VERC0UT經(jīng)與門(mén)后得到C0N-V0L-LIN和C0N-V0LF-LIN信號(hào)；其中，0VERC0UT信號(hào)是由經(jīng)電流傳感器或者采樣電阻得到的數(shù)值與設(shè)定的保護(hù)數(shù)值作比較得到的，具體為當(dāng)過(guò)流保護(hù)電路中設(shè)定的保護(hù)電壓大于電流采樣電路的采樣電壓時(shí)，0VERC0UT信號(hào)為高電平，否則為低電平；所述電流采樣電路的電流信號(hào)取自母線電流。參照附圖12，所述功率管驅(qū)動(dòng)電路采用兩片IR公司的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片IRF2103，PWMl-I信號(hào)和C0N-V0L-LIN信號(hào)分別輸入第一片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HIN端和LIN端，第一片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HO端輸出PHA信號(hào)，VS端輸出M0T0R1信號(hào)；PWM2_1信號(hào)和C0N-V0LF-LIN信號(hào)分別輸入第二片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HIN端和LIN端，第二片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HO端輸出PHB信號(hào)，VS端輸出M0T0R2信號(hào)。當(dāng)C0N-V0L-LIN為高電平信號(hào)時(shí)，PHA信號(hào)輸出，反之PHB信號(hào)輸出。參照附圖13，H橋逆變電路及采樣電阻采樣電流電路是利用PHA和C0N_V0L_LIN分別控制H橋逆變電路中兩個(gè)對(duì)角分布的功率管的柵極，利用PHB和CON-VOLF-LIN分別控制另外兩個(gè)對(duì)角分布的功率管的柵極；M0T0R1信號(hào)和M0T0R2信號(hào)分別連接舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩相繞組。參照附圖14，實(shí)現(xiàn)整個(gè)舵機(jī)控制器還包括了電源電路部分，電路中需要的電源有土 12V電源和隔離后的+12VG電源，外部提供電源為+24 +28V范圍，經(jīng)金升陽(yáng)隔離電源模塊WRA-YMD-6W-2412輸出±12V電源，再將+12V電源經(jīng)金升陽(yáng)隔離電源WRB-YMD-6W-1212輸出+12VG用來(lái)給驅(qū)動(dòng)電路供電。H橋逆變電路的供電電源的地與功率管驅(qū)動(dòng)電路的地是共地，單點(diǎn)接在一起。在舵機(jī)控制器在使用過(guò)程中，目標(biāo)角度指令與實(shí)際角度指令最終都是以電壓的形式出現(xiàn)，而且電壓范圍要一致，比如本實(shí)施例中，舵機(jī)反饋電位器的輸出電壓信號(hào)范圍為-IOV +10V，則需要目標(biāo)角度信號(hào)也為-IOV +10V，若目標(biāo)角度信號(hào)以PWM形式出現(xiàn)，需要通過(guò)PWM信號(hào)調(diào)理電路將其調(diào)理到-IOV +10V，只有以此為基礎(chǔ)，整個(gè)舵機(jī)控制器才 得以正常運(yùn)行。
權(quán)利要求
1. 一種舵機(jī)控制器，其特征在于由調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路、目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路、目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路、方向控制電路、信號(hào)選擇電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、PID調(diào)理電路、載波信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)隔離電路、過(guò)流保護(hù)電路及電流采樣電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路、H橋逆變電路及電流采樣電路、電源供電電路組成； 所述調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路的輸入為外部舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋電位器信號(hào)DJ-FKV，并對(duì)信號(hào)DJ-FKV進(jìn)行電壓跟隨處理，得到舵機(jī)系統(tǒng)的當(dāng)前所處角度信號(hào)V-FK ;調(diào)零電路通過(guò)電位器實(shí)現(xiàn)，所述電位器的輸出信號(hào)經(jīng)電壓跟隨處理后得到的信號(hào)與V-FK信號(hào)經(jīng)減法電路后輸出信號(hào)VReal,其中V-FK信號(hào)接減法電路的正輸入端，電位器輸出信號(hào)經(jīng)電壓跟隨處理后得到的信號(hào)接減法電路的負(fù)輸入端； 所述目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路的輸入信號(hào)為外部控制器輸入的目標(biāo)角度信號(hào)，當(dāng)目標(biāo)角度信號(hào)為模擬電壓信號(hào)時(shí)，目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓跟隨處理，當(dāng)目標(biāo)角度信號(hào)為PWM信號(hào)時(shí)，目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路將PWM信號(hào)調(diào)理逆變?yōu)槟M電壓信號(hào)，再對(duì)得到的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓跟隨處理；目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路的輸出信號(hào)為Vbm信號(hào)； 所述目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路為兩路減法電路，其中一路減法電路正輸入端接VReal信號(hào)，負(fù)輸入端接Vbm信號(hào)，輸出信號(hào)為OUTRMl，另一路減法電路正輸入端接Vbm信號(hào)，負(fù)輸入端接VReal信號(hào)，輸出信號(hào)為OUTMRl ； 所述方向控制電路包括比較器和非門(mén)電路，VReal信號(hào)接比較器正輸入端，Vbm信號(hào)接比較器負(fù)輸入端，比較器的輸出信號(hào)CON-VOL作為舵機(jī)的方向控制信號(hào),CON-VOL信號(hào)經(jīng)非門(mén)電路后輸出信號(hào)C0N-V0LF，用作后續(xù)控制； 所述信號(hào)選擇電路的控制信號(hào)為CON-VOL信號(hào)，輸入的可選擇信號(hào)為OUTRMl信號(hào)和OUTMRl信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為高電平信號(hào)時(shí)，選通OUTRMl信號(hào)作為信號(hào)選擇電路輸出的PIDIO信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為低電平信號(hào)時(shí)，選通OUTMRl信號(hào)作為信號(hào)選擇電路輸出的PIDIO信號(hào)；PIDI0信號(hào)經(jīng)PID調(diào)理電路后輸出COM-VOL信號(hào)；C0M_V0L信號(hào)與載波信號(hào)發(fā)生電路生成的三角波信號(hào)TRIANGLE經(jīng)PWM信號(hào)發(fā)生電路后輸出PWM信號(hào)，所述PWM信號(hào)發(fā)生電路為比較電路，COM-VOL信號(hào)接比較器正輸入端，三角波信號(hào)TRIANGLE接比較器負(fù)輸入端；PWM信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生的PWM信號(hào)接信號(hào)選擇電路，當(dāng)CON-VOL為高電平信號(hào)時(shí)，PWM信號(hào)通PWMl驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)CON-VOL為低電平信號(hào)時(shí)，PWM信號(hào)通PWM2驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 所述信號(hào)隔離電路實(shí)現(xiàn)PWM2、PWMl、C0N-V0L和CON-VOLF信號(hào)的電源隔離和信號(hào)隔離，隔離輸出的信號(hào)分別對(duì)應(yīng)為PWM2-1、PWMl-I、C0N-V0L-1和C0N-V0LF-1 ； 所述過(guò)流保護(hù)電路和電流采樣電路輸入為C0N-V0L-1和C0N-V0LF-1信號(hào)，C0N-V0L-1和C0N-V0LF-1信號(hào)分別與過(guò)流信號(hào)0VERC0UT經(jīng)與門(mén)后得到C0N-V0L-LIN和C0N-V0LF-LIN信號(hào)；其中，當(dāng)過(guò)流保護(hù)電路中設(shè)定的保護(hù)電壓大于電流采樣電路的采樣電壓時(shí)，過(guò)流信號(hào)0VERC0UT為高電平，否則為低電平；所述電流采樣電路的電流信號(hào)取自母線電流； 所述功率管驅(qū)動(dòng)電路采用兩片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片IRF2103，PWMl-I信號(hào)和CON-VOL-LIN信號(hào)分別輸入第一片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HIN端和LIN端,第一片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HO端輸出PHA信號(hào)，VS端輸出M0T0R1信號(hào)；PWM2-1信號(hào)和C0N-V0LF-LIN信號(hào)分別輸入第二片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HIN端和LIN端，第二片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的HO端輸出PHB信號(hào)，VS端輸出M0T0R2信號(hào)^CON-VOL-LIN為高電平信號(hào)時(shí)，PHA信號(hào)輸出，反之PHB信號(hào)輸出；在H橋逆變電路中，PHA和C0N-V0L-LIN分別控制兩個(gè)對(duì)角分布的功率管的柵極，PHB和C0N-V0LF-LIN分別控制另外兩個(gè)對(duì)角分布的功率管的 柵極；M0T0R1信號(hào)和M0T0R2信號(hào)分別連接舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩相繞組橋逆變電路的供電電源的地與功率管驅(qū)動(dòng)電路的地是共地，單點(diǎn)接在一起。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種舵機(jī)控制器，由調(diào)零電路與舵機(jī)反饋位置電路、目標(biāo)信號(hào)調(diào)理電路、目標(biāo)角度與實(shí)際角度處理電路、方向控制電路、信號(hào)選擇電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、PID調(diào)理電路、載波信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)隔離電路、過(guò)流保護(hù)電路及電流采樣電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路、H橋逆變電路及電流采樣電路、電源供電電路組成。本發(fā)明利用常用的元器件，降低了成本，利用成熟的技術(shù)，保證了可靠性；它是采用了分立的電子元器件實(shí)現(xiàn)了PID控制技術(shù)、PWM控制技術(shù)、目標(biāo)信號(hào)與實(shí)際信號(hào)處理技術(shù)、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)技術(shù)、隔離技術(shù)等；經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其快速的響應(yīng)特性和良好的跟蹤特性，滿足了舵機(jī)控制的性能。
文檔編號(hào)B64C13/00GK102837821SQ20121030611
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者張琴琴, 方衛(wèi), 楊建宏, 李博, 劉琳, 朱小紅 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第四研究院四0一所