一种基于TMS320F28335的电动舵系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于TMS320F28335的电动舵系统，属于伺服控制领域，现有技术的电动舵系统运算速度慢、精度低，应用受限，本实用新型专利技术提供的电动舵系统，包括控制器和电动舵机，其中控制器采用了TMS320F28335芯片，因而提高了运算速度、精度，并且适用于多种伺服机构。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于伺服控制领域，更具体地，涉及一种基于TMS320F28335的电动舵系统。
技术介绍
电动舵系统是一种伺服控制系统，它将舵控制信号和舵反馈信号进行综合、放大，驱动电机带动传动机构运转，让舵跟随舵控信号偏摆。公开的电动伺服机构类型有模拟控制型、DSP整数数字控制型、单片机数字控制型、FPGA可编程逻辑控制型，控制的电机有：有刷直流电机、无刷直流电机、交流同步电机。在控制器中，模拟控制型和DSP整数数字控制型应用较多，但模拟控制型因调试困难和智能程度低，难以适应伺服机构发展的需要；DSP整数数字型因浮点计算功能弱，使用受到限制；单片机因性能受限，其应用得到一定限制；FPGA可编程逻辑控制型因实现复杂，普及应用受到限制。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种基于TMS320F28335的电动舵系统，其通过对关键部件如控制器、电动舵机的结构和布局进行研究和涉及，实现了电动舵系统功能丰富，可适用于不同的伺服机构，其同时具备运算速度快、精度高等优点，因而尤其适用于电动舵机的控制。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种基于TMS320F28335的电动舵系统，其特征在于，包含控制器(1)和电动舵机(2)；所述控制器(1)包含：TMS320F28335控制器(11)、A/D转换电路(111)、 CAN接口电路(12)、舵反馈信号处理电路(13)、电流信号处理电路(14)、可编程逻辑电路(15)、缓冲器(16)、过流检测电路(17)、DC/DC变换器(18)、低压差稳压电路(19)；所述电动舵系统的上位机发出的控制信号经所述CAN接口电路(12)连接到所述TMS320F28335控制器(11)，同时所述舵反馈信号处理电路(13)、所述电流信号处理电路(14)的输出端连接至所述A/D转换电路(111)，所述A/D转换电路(111)与所述TMS320F28335控制器(11)连接，所述TMS320F28335控制器(11)的输出端连接至所述可编程逻辑电路(15)的输入端，所述可编程逻辑电路(15)的输出端连接到所述缓冲器(16)的输入端，所述缓冲器(16)的输出端链接到所述电动舵机(2)的输入端，所述电动舵机(2)的电流信号经过所述过流检测电路(17)送入可编程逻辑电路(15)。优选地，还包括DC/DC变换器(18)和低压差稳压器(19)，所述DC/DC变换器(18)具有两个输出端，一个输出±15V电压，另一个输出+5V电压；所述低压差稳压器(19)的输出端输出+3.3V电压和+1.8V电压，输入端连接所述DC/DC变换器(18)的+5V电压输出端。优选地，所述电动舵机(2)包含：光电隔离电路(21)、驱动电路(22)、电机及传动机构(23)、输出轴(24)、电流传感器(25)、角度传感器(26)；所述光电隔离电路(21)的输出端连接至所述驱动电路(22)的输入端，所述驱动电路(22)的输出端一路经电流传感器(25)连接至控制器，另一路连接到电机及传动机构(25)的输入端，所述电机及传动机构(23)输出端连接至所述输出轴(24)，所述角度传感器(26)感测输出轴(24)的转角，输出至所述控制器(1)。优选地，所述驱动电路(22)包含三端稳压器(221)和驱动模块(222)，电机及传动机构(23)中的电机为直流有刷电机。优选地，所述光电隔离电路(21)连接于所述缓冲器(16)的输出端， 所述电流传感器(25)的输出端连接于所述信号处理电路(14)的输入端，所述角度传感器(26)的输出端连接于所述信号处理电路(13)的输入端。按照本技术的另一方面，提供了一种基于TMS320F28335的无刷电机控制方案。控制部分由TMS320F28335控制器、CAN接口电路、输入信号处理电路、CPLD逻辑处理电路、缓冲器、电源转换电路等组成。舵机部分包括光电隔离电路、驱动电路、无刷电机及传动机构、输出轴、霍尔信号处理电路、电流传感器、角度传感器等构成。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)由于之前在舵机系统中都采用整数运算控制，其运算精度不够高，浮点运算速度慢，而采用TMS320F28335芯片，能够实现浮点运算，运算速度快，计算精度高。(2)由于器件中存在丰富的接口，而现有的芯片中接口的类型和数量相对较少，采用TMS320F28335芯片，充分运用了其多类型、多数量接口的特性，如该芯片中包括2个CAN接口，一个用于地面测试，另一个用于系统控制。附图说明图1是本技术提供的基于TMS320F28335的电动舵系统原理框图；图2是本技术提供的基于TMS320F28335的电动舵系统电源电路框图；图3是本技术提供的基于TMS320F28335的电动舵系统控制器框图；图4是本技术提供的基于TMS320F28335的电动舵系统电动舵机框图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术公开了一种基于TMS320F28335的电动舵系统，包括控制器和电动舵机；控制器1包括TMS320F28335控制器11、A/D转换电路111、CAN接口电路12、舵反馈信号处理电路13、电流信号处理电路14、可编程逻辑电路15、缓冲器16和DC/DC变换器18、低压差稳压器19；电动舵机2包括光电隔离电路21、驱动电路22、电机及传动机构23、输出轴(舵面)24、电流传感器25、角度传感器26。其中TMS320F28335控制器分别通过CAN接口电路12、舵反馈信号处理电路13、电流信号处理电路14接收舵控制信号、采集舵反馈信号和电机电流信号，进行处理后输出舵驱动信号，经驱动电路22控制电机带动电动舵机转动，角度传感器26反馈输出轴(舵面)24偏转角度，由控制器控制输出轴(舵面)偏转到预定的角度，从而使舵面按舵控制信号的要求转动。本技术采用TMS320F28335数字伺服控制，将所有伺服机构控制方法集成在控制器中完成，具有集成度高、接口丰富、控制方法灵活、浮点运算速度快的显著特点，基于TMS320F28335的电动舵系统控制器体积小、重量轻、伺服机构适应面广。舵系统原理框图如图1所示，控制器1包括TMS320F28335控制器11、CAN接口电路12、舵反馈信号处理电路13、电流信号处理电路14、可编程逻辑电路15、缓冲器16、过流检测电路17和DC/DC变换器18、低压差稳压器19；电动舵机2包括光电隔离电路21、驱动电路22、电机及传动机构23、输出轴(舵面)24、电流传感器25、角度传感器26。图2为电源变换电路，由DC/DC变换器18将+28V电源变换为±15V和+5V电源，低压差稳压器19将+5V电源变换为+1.8V和+3.3V电源，供控制 器中TMS320F28335、其它部分数字电路、模拟电路使用。图3为控制器部分电路原理框图，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TMS320F28335的电动舵系统，其特征在于，包含控制器(1)和电动舵机(2)；所述控制器(1)包含：TMS320F28335控制器(11)、A/D转换电路(111)、CAN接口电路(12)、舵反馈信号处理电路(13)、电流信号处理电路(14)、可编程逻辑电路(15)、缓冲器(16)、过流检测电路(17)；所述电动舵系统的上位机发出的控制信号经所述CAN接口电路(12)连接到所述TMS320F28335控制器(11)，同时所述舵反馈信号处理电路(13)、所述电流信号处理电路(14)的输出端连接至所述A/D转换电路(111)，所述A/D转换电路(111)与所述TMS320F28335控制器(11)连接，所述TMS320F28335控制器(11)的输出端连接至所述可编程逻辑电路(15)的输入端，所述可编程逻辑电路(15)的输出端连接到所述缓冲器(16)的输入端，所述缓冲器(16)的输出端链接到所述电动舵机(2)的输入端，所述电动舵机(2)的电流信号经过所述过流检测电路(17)送入可编程逻辑电路(15)。

【技术特征摘要】
1.一种基于TMS320F28335的电动舵系统，其特征在于，包含控制器(1)和电动舵机(2)；所述控制器(1)包含：TMS320F28335控制器(11)、A/D转换电路(111)、CAN接口电路(12)、舵反馈信号处理电路(13)、电流信号处理电路(14)、可编程逻辑电路(15)、缓冲器(16)、过流检测电路(17)；所述电动舵系统的上位机发出的控制信号经所述CAN接口电路(12)连接到所述TMS320F28335控制器(11)，同时所述舵反馈信号处理电路(13)、所述电流信号处理电路(14)的输出端连接至所述A/D转换电路(111)，所述A/D转换电路(111)与所述TMS320F28335控制器(11)连接，所述TMS320F28335控制器(11)的输出端连接至所述可编程逻辑电路(15)的输入端，所述可编程逻辑电路(15)的输出端连接到所述缓冲器(16)的输入端，所述缓冲器(16)的输出端链接到所述电动舵机(2)的输入端，所述电动舵机(2)的电流信号经过所述过流检测电路(17)送入可编程逻辑电路(15)。2.如权利要求1所述的一种基于TMS320F28335的电动舵系统，其特征在于，还包括DC/DC变换器(18)和低压差稳压器(19)，所述DC/DC变换器(18)具有两个输出端，一个输出±15V电压，另一个输出+5V电压；所述低压差稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，罗敏艳，彭涛，何家远，付士，
申请(专利权)人：湖北三江航天红峰控制有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42