一種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電動舵機技術領域，尤其涉及一種電動舵機單雙極性自適應輸出 系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著技術的發(fā)展，人們對電動舵機自適應輸出系統(tǒng)越來越關注。
[0003] 現(xiàn)有的控制電動舵機輸出PffM(脈寬調(diào)制）信號的方式主要包括雙極性PffM控制 方式和單極性PWM控制方式，當電動舵機對快速性要求高時，一般采用雙極性PWM控制方 式，當電動舵機對功耗要求低時，一般采用單極性PWM控制方式，但不能在同一個系統(tǒng)中滿 足電動舵機對快速性或低功耗的不同需求。
[0004] 因此，如何在同一個系統(tǒng)中滿足電動舵機對快速性或低功耗的不同需求是本領域 技術人員亟需要解決的技術問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本申請所要解決的技術問題是提供一種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)，解決 了現(xiàn)有技術中不能在同一個系統(tǒng)中滿足電動舵機對快速性或低功耗的不同需求的問題。
[0006] 其具體方案如下：
[0007] -種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)，包括：對電動舵機中電位器的電壓信號 進行采集的信號采集模塊；與所述信號采集模塊相連接，將采集的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電 壓信號的AD轉(zhuǎn)換模塊；與所述AD轉(zhuǎn)換模塊相連接，將所述數(shù)字電壓信號與獲取的電動舵機 控制信號進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果得到所述電動舵機的控制量的PID算法模塊；該系統(tǒng) 還包括：
[0008] 與所述PID算法模塊相連接的，對所述控制量進行判斷的判斷模塊；
[0009] 當所述控制量不在預設控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為雙極性PffM控制信 號的雙極性PWM輸出模塊，所述雙極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接；
[0010] 當所述控制量在所述預設控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為單極性PWM控制 信號的單極性PWM輸出模塊，所述單極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。
[0011] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0012] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設置雙極性PWM信號參數(shù)值的 第一 PffM參數(shù)設置模塊。
[0013] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0014] 與所述第一 PffM參數(shù)設置模塊相連接的，將所述控制量轉(zhuǎn)換成與所述參數(shù)值對應 的雙極性PWM控制信號的第一轉(zhuǎn)換模塊。
[0015] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0016] 與所述第一轉(zhuǎn)換模塊相連接的，根據(jù)所述雙極性PffM控制信號控制所述電動舵機 運轉(zhuǎn)的第一控制模塊。
[0017] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0018] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設置單極性PffM控制信號參數(shù) 值的第二PWM參數(shù)設置模塊。
[0019] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0020] 與所述第二PffM參數(shù)設置模塊相連接的，將所述控制量轉(zhuǎn)換成與所述參數(shù)值對應 的單極性PWM控制信號的第二轉(zhuǎn)換模塊。
[0021] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0022] 與所述第二轉(zhuǎn)換模塊相連接的，根據(jù)所述單極性PffM控制信號控制所述電動舵機 運轉(zhuǎn)的第二控制模塊。
[0023] 本申請?zhí)峁┑囊环N電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)中，包括依次相連接的采集 模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和PID算法模塊，用于對電動舵機中點位器的電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換以 及PID算法處理，得到電動舵機的控制量，還包括與所述PID算法模塊相連接的，對所述控 制量進行判斷的判斷模塊；以及當所述控制量不在預設控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn) 換為雙極性PWM控制信號的雙極性PWM輸出模塊，所述雙極性PWM輸出模塊與所述判斷模 塊相連接；當所述控制量在所述預設控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為單極性PWM控 制信號的單極性PWM輸出模塊，所述單極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。本申請中 當判斷的控制量的范圍不在預設控制量范圍內(nèi)時，說明處于電動舵系統(tǒng)的位置調(diào)整初期， 需要提高系統(tǒng)的快速響應性，此時連通雙極性PWM輸出模塊，將控制量轉(zhuǎn)換為雙極性PWM控 制信號以便提高系統(tǒng)的快速響應性，當判斷的控制量的范圍在所述預設控制量范圍內(nèi)時， 說明電動舵系統(tǒng)的位置調(diào)整至接近目標位置，需要降低系統(tǒng)的驅(qū)動功耗，此時連通單極性 PWM輸出模塊，將控制量轉(zhuǎn)換為單極性PWM控制信號以便降低系統(tǒng)的驅(qū)動功耗，可以實時的 選擇適合的輸出模塊，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自適應調(diào)節(jié)，能夠在同一個系統(tǒng)中滿足電動舵機對快 速性或低功耗的不同需求。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。
[0025] 圖1是本申請的一種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本申請的一種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)硬件驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖3是本申請的一種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)中雙極性PffM信號時序控 制圖；
[0028] 圖4是本申請的一種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)中單極性PffM信號時序控 制圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0030] 參考圖1，示出了本申請一種電動舵機單雙極性自適應輸出系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示 意圖，可以包括：
[0031] 對電動舵機中電位器的電壓信號進行采集的信號采集模塊；與所述信號采集模塊 相連接，將采集的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號的AD轉(zhuǎn)換模塊；與所述AD轉(zhuǎn)換模塊相連 接，將所述數(shù)字電壓信號與獲取的電動舵機控制信號進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果得到所述 電動舵機的控制量的PID算法模塊，以上這些過程主要是為了得到電動舵機的控制量，為 后續(xù)對控制量的處理做準備。
[0032] 該系統(tǒng)還包括：
[0033] 與所述PID算法模塊相連接的，對所述控制量進行判斷的判斷模塊，判斷控制量 是否再預設控制量的范圍內(nèi)，以便根據(jù)控制量的范圍確定采用雙極性PWM輸出模塊還是采 用單極性PffM輸出模塊。
[0034] 當所述控制量不在預設控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為雙極性PffM控制信 號的雙極性PWM輸出模塊，所述雙極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。
[0035] 當所述控制量在所述預設控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為單極性PffM控制 信號的單極性PWM輸出模塊，所述單極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。
[0036] 本申請中，可以根據(jù)控制量的范圍控制開關的導通，來控制是導通雙極性PffM輸 出模塊還是導通單極性PWM輸出模塊。
[0037] 在系統(tǒng)快速性或低功耗不同需求條件下，通過硬件電路的優(yōu)化設計以及FPGA芯 片內(nèi)部各個控制程序模塊設計，在系統(tǒng)位置調(diào)整初期，導通雙極性PWM輸出模塊，采用雙極 性PWM(脈寬調(diào)制）輸出模式，提高系統(tǒng)的快速響應性，當系統(tǒng)位置調(diào)整至接近目標位置時， 導通單極性PWM輸出模塊，采用單極性PWM(脈寬調(diào)制）輸出模式，降低系統(tǒng)的驅(qū)動功耗。 實現(xiàn)基于FPGA芯片的單雙極性自適應可調(diào)節(jié)系統(tǒng)，完成雙極性PffM(脈寬調(diào)制）或單極性 PWM(脈寬調(diào)制）信號交替輸出。
[0038] 本申請中，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0039] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設置雙極性PffM信號參數(shù)值的 第一 PffM參數(shù)設置模塊。
[0040] 與所述第一 PffM參數(shù)設置模塊相連接的，將所述控制量轉(zhuǎn)換成與所述參數(shù)值對應 的雙極性PWM控制信號的第一轉(zhuǎn)換模塊。
[0041] 與所述第一轉(zhuǎn)換模塊相連接的，根據(jù)所述雙極性PffM控制信號控制所述電動舵機 運轉(zhuǎn)的第一控制模塊。
[0042] 在對控制量進行轉(zhuǎn)換之前，首先需要設置初始化參數(shù)，所述初始化參數(shù)包括充電 時間（ec)、死區(qū)（dt)以及工作周期（T)等。
[0043] 然后第一轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)第一 PffM參數(shù)設置模塊設置的初始化參數(shù)，將所述控制量 轉(zhuǎn)換成與所述初始化參數(shù)相對應的雙極性PWM控制信號，最后，第一控制模塊根據(jù)所述雙 極性PffM控制信號控制電動舵機的運轉(zhuǎn)。
[0044] 本申請中，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0045] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設置單極性Pf