一种旋转装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于惯性导航系统的软件技术，具体涉及一种旋转装置的控制方法。通过本发明专利技术技术方案，实现了中央处理器各寄存器和变量的初始化；与外部计算机通信，接受计算机运动控制命令，并向外部计算机反馈旋转装置的状态；产生测角装置同步信号，并接收测角装置输出角度信号；对电机进行控制，实现外部计算机要求的运动控制命令；另外控制旋转装置具备相应的自检和保护功能。本发明专利技术的效果是：实现了对旋转装置的旋转速度控制功能，克服了速度稳定性差、控制响应不及时等问题，对旋转装置的运动特性和外部通讯功能有明显改善。

Method for controlling rotation device

The invention belongs to the software technology of an inertial navigation system, in particular to a control method of a rotating device. The technical scheme of the invention, the central processor registers and variables; communication with external computer, the receiving computer motion control commands and feedback rotation device to an external state of computer; generating angle measuring device of synchronous signal, and receiving angle measurement device output angle signal; to control the motor, requires an external computer movement control command; also control the rotation device with self and the corresponding protection function. The effect of the invention is to realize the rotating speed of the rotating device of the control function, to overcome the poor stability, response speed and other issues not timely control of the motion of the rotary device characteristics and external communication function improved significantly.

【技术实现步骤摘要】
一种旋转装置的控制方法
本专利技术属于惯性导航系统的软件
，具体涉及一种旋转装置的控制方法。
技术介绍
采用误差自补偿技术来提高惯性导航系统的定位精度，是惯性技术发展的一个主要方向。单轴旋转的惯性测量组件在旋转机构的控制下绕方位轴进行交替往复运动，导航软件在交替往复运动和载体实际运动同时作用下完成导航解算。旋转装置的控制策略通过旋转控制软件设计来实现。目前的单轴旋转机构存在着旋转精度低，控制工序复杂等问题，因此亟需针对惯导系统研发一种旋转装置的控制方法解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种旋转装置的控制方法，从而利用低成本的旋转机构控制装置实现旋转机构的角度位移精确控制。为了实现这一目的，本专利技术采取的技术方案是：一种旋转装置控制方法，应用于惯性导航系统单轴旋转的惯性测量组件控制，包括如下步骤：(1)对旋转装置的中央处理器各寄存器和变量初始化，依次进行如下设置：关闭看门狗、I/O端口初始化、与测试机通讯初始化、转换模块初始化、与计算机通讯初始化、与光码盘通讯初始化、定时器初始化；(2)对中央处理器的各寄存器进行设置，总中断使能；(3)对旋转装置进行自检寻零；(4)解读导航命令，并执行相应动作；(4.0)解读导航命令，导航命令包括：命令复位、命令往复旋转控制、命令绝对位置控制、命令速度控制、命令相对位置控制；(4.1)导航命令为命令复位时，依次执行如下动作：对复位寄存器赋予复位状态字；启动看门狗；延时后，软件复位重启；(4.2)导航命令为命令往复旋转控制时，依次执行如下动作：往复旋转控制启动中；指定速度解算；控制电机实现往复旋转一次；依次启动，运动，制动，启动，运动，制动；返回(4.0)；(4.3)导航命令为命令绝对位置控制时，依次执行如下动作：绝对位置控制启动中；绝对位置解算；以固定速度，控制电机执行到指定位置；绝对位置控制完成；返回(4.0)；(4.4)导航命令为命令速度控制时，依次执行如下动作：速度控制启动中；指定速度解算；控制电机实现指定速度旋转；速度控制完成；返回(4.0)；(4.5)导航命令为命令相对位置控制时，依次执行如下动作：相对位置控制启动中；指定速度和位置解算；控制电机实现相对位置往复旋转一次；返回(4.0)；利用步骤(1)～(4)，在惯性导航系统上电自检和工作过程中进行巡检，解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制。进一步的，如上所述的一种旋转装置控制方法，在上述步骤(4)的过程中任何时刻，响应不同的中断源并执行相应命令：(a.1)设置不同中断源的优先级：按优先级从最高到最低排列，依次为复位中断、外部信号中断、定时器中断、串口中断；(a.2)复位中断时，依次执行如下动作：引脚通电复位；看门狗复位；JTAG复位；返回；(a.3)外部信号中断时，依次执行如下动作：进入外部同步信号触发中断源；采样角位置；处理角位置数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；(a.4)定时器中断时，依次执行如下动作：重新赋值；光码盘通讯初始化；采样角位置；处理角位置数据；处理角速度数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；(a.5)串口中断时，依次执行如下动作：准备接收导航机命令；接收并判断第1帧头；接收并判断第2帧头；接收其后的数据；接收最后1帧数据并判断校验和；返回。应用本专利技术技术方案的旋转装置采用中央处理器CPU为核心的数字控制系统，因此旋转机构的控制策略通过旋转控制方法设计来实现。旋转控制装置的硬件包括壳体，旋转组件和控制电路组件；旋转控制方法的工作内容包括：实现中央处理器各寄存器和变量的初始化；与外部计算机通信，接受计算机运动控制命令，并向外部计算机反馈旋转装置的状态；产生测角装置同步信号，并接收测角装置输出角度信号；对电机进行控制，实现外部计算机要求的运动控制命令；另外控制旋转装置具备相应的自检和保护功能。使用专利技术的有益效果是：可以实现对旋转装置的旋转速度控制功能，克服了速度稳定性差、控制响应不及时等问题，对旋转装置的运动特性和外部通讯功能有明显改善。附图说明图1为旋转装置控制方法的流程图；图2为中断方式的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术一种旋转装置控制方法，应用于惯性导航系统单轴旋转的惯性测量组件控制，包括如下步骤：(1)对旋转装置的中央处理器各寄存器和变量初始化，依次进行如下设置：关闭看门狗、I/O端口初始化、与测试机通讯初始化、转换模块初始化、与计算机通讯初始化、与光码盘通讯初始化、定时器初始化；(2)对中央处理器的各寄存器进行设置，总中断使能；(3)对旋转装置进行自检寻零；(4)解读导航命令，并执行相应动作；(4.0)解读导航命令，导航命令包括：命令复位、命令往复旋转控制、命令绝对位置控制、命令速度控制、命令相对位置控制；(4.1)导航命令为命令复位时，依次执行如下动作：对复位寄存器赋予复位状态字；启动看门狗；延时后，软件复位重启；(4.2)导航命令为命令往复旋转控制时，依次执行如下动作：往复旋转控制启动中；指定速度解算；控制电机实现往复旋转一次；依次启动，运动，制动，启动，运动，制动；返回(4.0)；(4.3)导航命令为命令绝对位置控制时，依次执行如下动作：绝对位置控制启动中；绝对位置解算；以固定速度，控制电机执行到指定位置；绝对位置控制完成；返回(4.0)；(4.4)导航命令为命令速度控制时，依次执行如下动作：速度控制启动中；指定速度解算；控制电机实现指定速度旋转；速度控制完成；返回(4.0)；(4.5)导航命令为命令相对位置控制时，依次执行如下动作：相对位置控制启动中；指定速度和位置解算；控制电机实现相对位置往复旋转一次；返回(4.0)；利用步骤(1)～(4)，在惯性导航系统上电自检和工作过程中进行巡检，解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制。如图2所示，本专利技术中在上述步骤(4)的过程中任何时刻，响应不同的中断源并执行相应命令：(a.1)设置不同中断源的优先级：按优先级从最高到最低排列，依次为复位中断、外部信号中断、定时器中断、串口中断；(a.2)复位中断时，依次执行如下动作：引脚通电复位；看门狗复位；JTAG复位；返回；(a.3)外部信号中断时，依次执行如下动作：进入外部同步信号触发中断源；采样角位置；处理角位置数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；(a.4)定时器中断时，依次执行如下动作：重新赋值；光码盘通讯初始化；采样角位置；处理角位置数据；处理角速度数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；(a.5)串口中断时，依次执行如下动作：准备接收导航机命令；接收并判断第1帧头；接收并判断第2帧头；接收其后的数据；接收最后1帧数据并判断校验和；返回。通过上述技术方案，可以控制惯导系统中旋转装置解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制；能够接收外部计算机发送的速率指令，控制旋转装置以设定的速率和旋转方式进行旋转；能够接收外部计算机发送的位置指令，控制旋转装置以固定的速率转到要求位置，并在该位置稳定；能够执行上电自检和工作过程中进行巡检的功能，并将检测结果通过状态字发送给外部计算机。该专利技术的工作原理是：一种旋转装置控制方法实现了中央处理器各寄存器和变量的初始化；与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转装置的控制方法，应用于惯性导航系统单轴旋转的惯性测量组件控制，其特征在于：包括如下步骤：(1)对旋转装置的中央处理器各寄存器和变量初始化，依次进行如下设置：关闭看门狗、I/O端口初始化、与测试机通讯初始化、转换模块初始化、与计算机通讯初始化、与光码盘通讯初始化、定时器初始化；(2)对中央处理器的各寄存器进行设置，总中断使能；(3)对旋转装置进行自检寻零；(4)解读导航命令，并执行相应动作；(4.0)解读导航命令，导航命令包括：命令复位、命令往复旋转控制、命令绝对位置控制、命令速度控制、命令相对位置控制；(4.1)导航命令为命令复位时，依次执行如下动作：对复位寄存器赋予复位状态字；启动看门狗；延时后，软件复位重启；(4.2)导航命令为命令往复旋转控制时，依次执行如下动作：往复旋转控制启动中；指定速度解算；控制电机实现往复旋转一次；依次启动，运动，制动，启动，运动，制动；返回(4.0)；(4.3)导航命令为命令绝对位置控制时，依次执行如下动作：绝对位置控制启动中；绝对位置解算；以固定速度，控制电机执行到指定位置；绝对位置控制完成；返回(4.0)；(4.4)导航命令为命令速度控制时，依次执行如下动作：速度控制启动中；指定速度解算；控制电机实现指定速度旋转；速度控制完成；返回(4.0)；(4.5)导航命令为命令相对位置控制时，依次执行如下动作：相对位置控制启动中；指定速度和位置解算；控制电机实现相对位置往复旋转一次；返回(4.0)；利用步骤(1)～(4)，在惯性导航系统上电自检和工作过程中进行巡检，解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种旋转装置的控制方法，应用于惯性导航系统单轴旋转的惯性测量组件控制，其特征在于：包括如下步骤：(1)对旋转装置的中央处理器各寄存器和变量初始化，依次进行如下设置：关闭看门狗、I/O端口初始化、与测试机通讯初始化、转换模块初始化、与计算机通讯初始化、与光码盘通讯初始化、定时器初始化；(2)对中央处理器的各寄存器进行设置，总中断使能；(3)对旋转装置进行自检寻零；(4)解读导航命令，并执行相应动作；(4.0)解读导航命令，导航命令包括：命令复位、命令往复旋转控制、命令绝对位置控制、命令速度控制、命令相对位置控制；(4.1)导航命令为命令复位时，依次执行如下动作：对复位寄存器赋予复位状态字；启动看门狗；延时后，软件复位重启；(4.2)导航命令为命令往复旋转控制时，依次执行如下动作：往复旋转控制启动中；指定速度解算；控制电机实现往复旋转一次；依次启动，运动，制动，启动，运动，制动；返回(4.0)；(4.3)导航命令为命令绝对位置控制时，依次执行如下动作：绝对位置控制启动中；绝对位置解算；以固定速度，控制电机执行到指定位置；绝对位置控制完成；返回(4.0)；(4.4)导航命令为命令速度控制时，依次执行如下动作：速度控制启动中；指定速度解算；控制电机实现指定速...

【专利技术属性】
技术研发人员：董建树，李延，邓亮，郭玉胜，熊建琼，张吉先，邱宏波，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11