一种电动舵机控制方法和电动舵机控制器技术

技术编号:9492030 阅读:156 留言:0更新日期:2013-12-26 01:41
本发明专利技术实施例公开了一种电动舵机控制方法和电动舵机控制器,所述电动舵机控制方法包括:获取飞控计算机下发的用于控制舵面偏转到预设位置的舵面偏转指令;获取所述舵面的实际位置,直至判断得到所述实际位置与所述预设位置之间的偏差满足预设的偏差允许范围;若不满足,则利用小功率电机的目标转速确定方法和目标转向确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,分别得到所述小功率电机的目标转速和目标转向;生成并发出用于控制所述小功率电机以所述目标转速进行运转的转速控制信号,以及用于控制所述小功率电机以所述目标转向进行运转的转向控制信号,以实现通过控制所述小功率电机的运行状态,来驱动所述电动舵机带动舵面偏转到预设位置。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术实施例公开了一种电动舵机控制方法和电动舵机控制器,所述电动舵机控制方法包括:获取飞控计算机下发的用于控制舵面偏转到预设位置的舵面偏转指令;获取所述舵面的实际位置,直至判断得到所述实际位置与所述预设位置之间的偏差满足预设的偏差允许范围;若不满足,则利用小功率电机的目标转速确定方法和目标转向确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,分别得到所述小功率电机的目标转速和目标转向;生成并发出用于控制所述小功率电机以所述目标转速进行运转的转速控制信号,以及用于控制所述小功率电机以所述目标转向进行运转的转向控制信号,以实现通过控制所述小功率电机的运行状态,来驱动所述电动舵机带动舵面偏转到预设位置。【专利说明】一种电动舵机控制方法和电动舵机控制器
本专利技术涉及电机伺服控制
,更具体地说,涉及一种电动舵机控制方法和一种电动舵机控制器。
技术介绍
在以飞行控制计算机(简称“飞控计算机”)为核心的飞行控制系统中,用于控制飞行器实现舵面偏转的伺服系统,俗称舵系统。具体的,所述舵系统可采用包括有电动舵机(内部配置有一个直流伺服电机、减速器和直线位移转化装置等)和电动舵机控制器组成的电动舵系统;所述电动舵机控制器根据所述飞控计算机给定的舵面偏转指令,控制所述电动舵机带动舵面偏转到预设位置。目前所述电动舵系统逐渐向着响应快、功率大、体积小的趋势发展,这就要求所述直流伺服电机必须具有较大的输出功率及较小的安装空间,但是大功率直流伺服电机的制造工艺较难、且成品的体型庞大,而体型的增大又势必会限制所述电动舵系统的响应速度;因此为顺应所述电动舵系统的发展趋势,可采用目前具有较小输出功率(一般为300瓦以下)的多个小型直流伺服电机(以下简称为“小功率电机”)来共同替代所述大功率直流伺服电机,那么此时需要解决的技术问题就是:如何对所述小功率电机的运行状态进行控制,从而达到由所述小功率电机来共同驱动电动舵机带动舵面偏转到预设位置的目的。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供一种电动舵机控制方法和一种电动舵机控制器,以实现通过控制所述电动舵机中的小功率电机的运行状态,来驱动所述电动舵机带动舵面偏转到预设位置。一种电动舵机控制方法,包括:获取飞控计算机下发的用于控制舵面偏转到预设位置的舵面偏转指令;获取所述舵面的实际位置,直至判断得到所述实际位置与所述预设位置之间的偏差满足预设的偏差允许范围;反之若所述偏差不满足所述偏差允许范围,则利用小功率电机的目标转速确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,得到所述小功率电机的目标转速;利用所述小功率电机的目标转向确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,得到所述小功率电机的目标转向;生成并发出用于控制所述小功率电机以所述目标转速进行运转的转速控制信号,以及用于控制所述小功率电机以所述目标转向进行运转的转向控制信号。其中,所述目标转速确定方法为:采用公式n= (i X IP1-P2I Xl)/ (aXbXt)计算得到所述目标转速,式中,η为所述目标转速;常数i为所述电动舵机中的减速器的减速比;Pi为所述实际位置;p2为所述预设位置;常数I为所述电动舵机中的直线位移转化装置的最大输出位移;常数a为所述直线位移转化装置输出单位位移时,电动舵系统中的模拟/数字转换器对应输出的数字量;常数b为所述小功率电机每转一转时,所述直线位移转化装置对应输出的直线位移为预设舵面偏转响应时间。其中,所述目标转速确定方法为:在预设间隔时间下,采用公式n= (iX IP1-P2I XI) / (aXbXt)计算得到多个初级目标转速,式中,η为所述初级目标转速;常数i为所述电动舵机中的减速器的减速比为所述实际位置;P2为所述预设位置;常数I为所述电动舵机中的直线位移转化装置的最大输出位移;常数a为所述直线位移转化装置输出单位位移时,电动舵系统中的模拟/数字转换器对应输出的数字量;常数b为所述小功率电机每转一转时,所述直线位移转化装置对应输出的直线位移为预设舵面偏转响应时间;计算得到所述多个初级目标转速的平均值,作为所述目标转速。其中,所述目标转速确定方法为:在计算得到所述目标转速之后,还包括判断所述目标转速是否满足预设转速范围,当所述目标转速不满足所述预设转速范围时,设定所述目标转速为预设值。其中,所述目标转向确定方法包括:采用公式U=kp* Λ I P1-Ptl I+kd*d I P1-Ptl I/dt计算得到目标转向判断量,其中所述电动舵机控制方法基于比例-微分控制系统实现,式中:U为所述目标转向判断量,kp为所述比例-微分控制系统的比例系数,kd为所述比例-微分控制系统的微分系数,P1为所述实际位置,P0为舵面未发生偏转时的舵面初始位置,t为预设舵面偏转响应时间;根据所述目标转向判断量与预设转向临界值的大小比较结果,确定所述目标转向。可选地,在生成并发出所述转速控制信号和所述转向控制信号之后,还包括:针对各个所述小功率电机,获取所述小功率电机的实际转速,直至判断得到所述实际转速和所述目标转速之间的差值满足预设的差值允许范围,反之若所述差值不满足所述差值允许范围,则调节所述转速控制信号。可选地,在计算得到所述小功率电机的目标转速和目标转向之后,还包括:针对各个所述小功率电机,获取所述小功率电机的主线电流,直至所述主线电流不超过预设的电流极限值。可选地,所述获取所述舵面的实际位置之后,还包括:将所述实际位置上传到所述飞控计算机。一种电动舵机控制器,其中所述电动舵机控制器用于获取飞控计算机下发的用于控制舵面偏转到预设位置的舵面偏转指令;获取所述舵面的实际位置,直至判断得到所述实际位置与所述预设位置之间的偏差满足预设的偏差允许范围;若所述偏差不满足所述偏差允许范围,则利用小功率电机的目标转速确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,得到所述小功率电机的目标转速;利用所述小功率电机的目标转向确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,得到所述小功率电机的目标转向;生成并发出用于控制所述小功率电机以所述目标转速进行运转的转速控制信号,以及用于控制所述小功率电机以所述目标转向进行运转的转向控制信号。可选地,所述电动舵机控制器在生成并发出所述转速控制信号和所述转向控制信号之后,还用于:获取所述各个小功率电机的实际转速,直至判断得到所述实际转速和所述目标转速之间的差值满足预设的差值允许范围,反之若所述差值不满足所述差值允许范围,则调节所述转速控制信号。从上述的技术方案可以看出,若获取的舵面的实际位置与预设位置之间存在偏差,则需要控制小功率电机一致运转,以共同驱动电动舵机带动舵面向所述预设位置进行偏转,在此过程中所述舵面的实际位置实时更新、舵面的实际位置与预设位置之间的偏差逐渐减小,当所述偏差减小到满足预设的偏差允许范围时,此时即可认为所述舵面已偏转到所述预设位置,无需继续控制所述小功率电机运转;从而实现了通过控制所述电动舵机中的小功率电机的运行状态,来驱动所述电动舵机带动舵面偏转到预设位置。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电动舵机控制方法,其特征在于,包括:获取飞控计算机下发的用于控制舵面偏转到预设位置的舵面偏转指令;获取所述舵面的实际位置,直至判断得到所述实际位置与所述预设位置之间的偏差满足预设的偏差允许范围;反之若所述偏差不满足所述偏差允许范围,则利用小功率电机的目标转速确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,得到所述小功率电机的目标转速;利用所述小功率电机的目标转向确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置,得到所述小功率电机的目标转向;生成并发出用于控制所述小功率电机以所述目标转速进行运转的转速控制信号,以及用于控制所述小功率电机以所述目标转向进行运转的转向控制信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘华峰龙超杨德良孙恒博吴贵成华仕容张婧隆强刘振敏
申请(专利权)人:中国航天科技集团公司烽火机械厂
类型:发明
国别省市:

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