The invention discloses a strapdown three degree of freedom self stabilizing platform driving controller driven by an ultrasonic motor, which mainly comprises an embedded microprocessor, a power amplification and matching circuit and a parameter acquisition circuit. The clock signal generated by the embedded microprocessor is assigned to the 6 channel ePWM signal through the clock unit of the ePWM module. The internal module of microprocessor can be attitudeoperator according to the motion parameters collected by the sensor, and according to the calculation results of the frequency of the ePWM signal to achieve real-time regulation, to drive self stabilized platform of ultrasonic motor with high stability and high performance, control objectives. And the embedded microprocessor can realize the real-time communication with the host computer, realize the sending and receiving of the remote control instruction, and monitor the running state of the motor in real time. The invention can control the real-time linkage of the ultrasonic motor in three directions at the same time, the control circuit is simple in structure and low in cost, which is beneficial to the integration and miniaturization of the driving circuit.
【技术实现步骤摘要】
超声电机驱动的捷联式三自由度自稳平台驱动控制器
本专利技术涉及超声电机驱动控制领域,具体是一种超声电机驱动的捷联式三自由度自稳平台驱动控制器。
技术介绍
超声电机是一种新型电机,它利用了压电材料的逆压电效应,在压电材料上施加交流信号产生交变电场,进而激发出压电材料在超声频段内的振动,并将这一振动放大,通过摩擦作用转换为电机转子的运动,作为功率输出并驱动其他负载。与传统电机相比,超声电机具有低转速、大力矩、响应速度快、断电自锁、无电磁干扰等优点。采用三台超声电机驱动的三自由度自稳平台可以实现平台的高精度快速跟踪定位,在航空航天领域有着广泛的应用前景。超声电机需要由两路正交相位的超声频段的交流信号来驱动工作。三自由度平台需要由三个电机驱动转动,传统做法采用三个独立的驱动控制器分别驱动三个电机,然后再使用一个微控制器来实现平台的传感器信号采集和定位跟踪,整体上平台驱动控制系统体积较大,不易实现调压、调频、调相组合的控制方法,控制算法效率较低,且故障率较高。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题,提供了一种超声电机驱动的捷联式三自由度自稳平台驱动控制器,通过一个DSP芯片产生六路ePWM信号同时控制平台上三相超声电机,控制电路结构简单,成本较低,使用一块DSP芯片不存在同步性问题且控制精度较高,同时采用捷联式结构可以简化平台上的机械结构,更有利于驱动电路集成化、小型化。本专利技术包括嵌入式微处理器和功率放大匹配电路,嵌入式微处理器将其内部时钟信号在ePWM模块分别分配至第一ePWM模块、第二ePWM模块、第三ePWM模块、第四ePWM模块、第五ePWM模块和 ...
【技术保护点】
一种超声电机驱动的捷联式三自由度自稳平台驱动控制器,其特征在于:包括嵌入式微处理器、功率放大匹配电路和参数采集电路,嵌入式微处理器将其内部时钟信号在ePWM模块分别分配至第一ePWM模块、第二ePWM模块、第三ePWM模块、第四ePWM模块、第五ePWM模块和第六ePWM模块;第一、第二ePWM模块的输出信号经过功率放大匹配电路中进行功率放大和匹配后向待控制的第一超声电机产生两路相位差为π/2的驱动信号;第三、第四ePWM模块的输出信号经过功率放大匹配电路中进行功率放大和匹配后向待控制的第二超声电机产生两路相位差为π/2的驱动信号;第五、第六ePWM模块的输出信号经过功率放大匹配电路中进行功率放大和匹配后向待控制的第三超声电机产生两路相位差为π/2的驱动信号。
【技术特征摘要】
1.一种超声电机驱动的捷联式三自由度自稳平台驱动控制器,其特征在于:包括嵌入式微处理器、功率放大匹配电路和参数采集电路,嵌入式微处理器将其内部时钟信号在ePWM模块分别分配至第一ePWM模块、第二ePWM模块、第三ePWM模块、第四ePWM模块、第五ePWM模块和第六ePWM模块;第一、第二ePWM模块的输出信号经过功率放大匹配电路中进行功率放大和匹配后向待控制的第一超声电机产生两路相位差为π/2的驱动信号;第三、第四ePWM模块的输出信号经过功率放大匹配电路中进行功率放大和匹配后向待控制的第二超声电机产生两路相位差为π/2的驱动信号;第五、第六ePWM模块的输出信号经过功率放大匹配电路中进行功率放大和匹配后向待控制的第三超声电机产生两路相位差为π/2的驱动信号。2.根据权利要求1所述的超声电机驱动的捷联式三自由度自稳平台驱动控制器,其特征在于:所述的参数采集电路包括陀螺仪传感器模块、第一磁旋转编码器模块、第二磁旋转编码器模块和第三磁旋转编码器模块;陀螺仪传感器模块安装在自稳平台基座上通过I2C总线与嵌入式微处理器相连接,测量基座运动的角速度;第一磁旋转编码器模块安装在第一超声电机转轴上,通过SPI与嵌入式微处理器相连接,测量第一超声电机的转动角度;第二磁旋转编码器模块安装在第二超声电机转轴上,通过SPI与嵌入式微处理器相连接,测量第二超声电机的转动角度;第三磁旋转编码器模块安装在第三超声电机转轴上,通过SPI与嵌入式微处理器相连接,测量第三超声电机的转动角度。3.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:潘松,徐张帆,陈雷,唐洪全,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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