接近传感器靶标运动角度控制的方法技术

本发明专利技术公开的一种接近传感器靶标运动角度控制的方法，旨在提供一种角度控制准确、可以高精度控制靶标角度的方法。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：单片机接收上位计算机的位置角度控制指令，通过步进电机控制靶标运动到与接近传感器感应面的相对位置；靶标沿接近传感器的弧线切面接近形成运动轨迹；步进电机带动绝对值数值码盘转动实时采集靶标的方位角信号，控制靶标的运动角度及相对位置精度，单片机在360°圆周上按照最近到达原则计算靶标目的角度与当前角度的角度差，确定新角度与目的角度是否≤0.1125°，否则改变转动方向，换向发一个脉冲，再查新角度与目的角度是否≤0.1125°，直到新角度与目的角度≤0.1125°，则到达目的角度。

Approach to the motion angle control of the target target

A method for controlling the motion angle of the target target is disclosed in the present invention, which aims to provide a method of accurate angle control and high precision control of the target angle. The invention is realized by the following technical scheme: the MCU receives the position angle control instruction of the upper computer and controls the target motion to the relative position of the proximity sensor induction surface through the step motor; the target is close to the curve of the sensor's arc line, and the step motor drives the absolute value numerical code disk. Rotating real-time acquisition of the azimuth signal of the target, controlling the motion angle and relative position accuracy of the target, the singlechip calculates the angle difference between the target angle and the current angle on the 360 degree circle according to the nearest arrival principle, and determines whether the new angle and the purpose angle are less than 0.1125 degrees, and the direction of rotation is changed and a pulse is changed in direction. Then check whether the new angle and the target angle are less than 0.1125 degrees, until the new angle and the goal angle are less than 0.1125 degrees, then reach the goal angle.

【技术实现步骤摘要】
接近传感器靶标运动角度控制的方法
本专利技术涉及一种主要用于实现接近传感器的靶标与接近传感器不同接近角度的运动控制技术，尤其是以开关信号特征曲线为基础,安装在起落架上的接近传感器及其靶标的相对运动方式和行程设置的控制技术。
技术介绍
接近传感器是飞机起落架系统和舱门开关监控系统的重要组成部分，随着飞机性能要求不断提高，对接近传感器在安全性、可靠性、经济性、环境适应性等方面提出了更严格的要求。在A320系列飞机起落架收放锁系统，安装在起落架不同位置的两组各16个共32个接近传感器。在收放锁系统上，每个收放锁左右两边各有一个接近传感器，此收放锁传感器系统由三部分组成：接近传感器、传感器靶标块和LGCIU1&2计算机内部信号处理逻辑卡。LGCIU计算机内部的逻辑卡传送周期性的脉冲或正弦波励磁信号到传感器内部感应线圈，线圈产生感应磁场，当锁舌受撞击并向上抬时，内部摇臂传动机构带动靶标块快速后移靠近传感器。此时，传感器内部线圈的阻抗值增加，系统显示Targetnear信号，当靶标块离开时，阻抗值减小，系统显示Targetfar信号。LGCIU计算机将这些探测接近信号传递给DMC计算机并在飞机驾驶舱ECAM上显示出其所代表的起落架收放后是否锁定的位置信息。这当中，传感器和靶标块之间的感应信号是否有屏蔽以及间隙是否正常对信号的正确接收都起着十分重要的作用。接近传感器通常由铁心和线圈构成，由于它将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，所以又称电感式位移传感器。电感式接近传感器是一种有开关量输出的位置指示与告警设备,主要由高频振荡器和放大处理电路组成。接电后,传感器的振荡感应头产生电磁场,当由金属制成的靶标向感应头靠近至电磁场作用范围内时,靶标内部产生涡流,这个涡流反作用于传感器,引起内部电路参数的变化,由此识别出靶标的接近与否，进而控制开关信号的通或断。靶标与传感器感应头之间的距离是控制信号开关的唯一外部激励。典型的例子是起落架收放机构中安装在锁撑杆上的一对接近传感器，传感器和金属靶标分别固定安装于两段式锁撑杆的上、下部分，收放过程中，随着锁撑杆的折叠或展开，靶标与传感器感应头的距离也会接近或者远离，从而完成对位置量的测量，并将其转换成开关信号反馈给驾驶舱，实现机组对起落架收放的位置感知和控制。如果将上述距离向量分解为X，Y，Z三个方向分量，其中X表示为从靶标前缘到传感器中心轴线的距离，Y表示为靶标端面对称线与传感器感应端面对称线之间的距离，Z表示为靶标端面与传感器感应头端面之间的距离。以X和Z为基本变量，反映靶标-传感器距离与信号开关之间关系的就是传感器的信号开关控制曲线。传感器及其靶标的布置要求传感器与靶标的布置应当以确保信号的发生精度和可靠性为主要目标，需要重点考虑的包括靶标向传感器接近的方式、由机构运动学计算得到的运动行程需求、靶标在其行程终点位置的运动精度，以及对传感器信号能够形成干扰的各类因素，是一个通过综合权衡之后得出的最优化结果。运动方式选择及行程需求靶标与传感器之间相互靠近的运动方式大致可以分为两类，其一是靶标端面与传感器感应头端面相向运动的方式，称为“迎头对进”式，两者的靠近主要表现为Z距离分量的变化；另一类是靶标从传感器侧面向其接近的方式，称为“侧向滑入”式，运动过程中靶标端面与传感器感应端面相互平行。电感式接近传感器内部主要为一个绕在导磁体上的一组线圈，在低频交流激励信号源的作用下，靶标与接近传感器感应端面距离的变化将引起传感器内部磁场变化，进而引起传感器的输出表征参数－电感发生变化，电感的变化代表了靶标与接近传感器的距离变化。电感式接近传感器输出的电感值经过位置检测与收放控制单元处理后解算出靶标与接近传感器感应端面的距离并根据预设值判断需要控制的远近状态。靶标是接近传感器的目标靶块，靶标与接近传感器的距离大小及重合面决定了接近传感器的电感值大小。对于接近传感器使用来讲，靶标与接近传感器位置最终固定的接近及远离两个状态。靶标与传感器感应头的距离会接近或者远离,从而完成对位置量的测量,并将其转换成开关信号反馈给驾驶舱,实现机组对起落架收放的位置感知和控制。电感式传感器的标准被测物(标定检测距离的靶标)运行轨迹不稳定时，被测物可能会偏移出传感器检测范围，当安装距离稍靠近时，被测物与传感器感应面又有可能发生撞击，导致传感器损毁。通过可靠性数据分析，在A320系列飞机起落架收放锁系统传感器故障中，40％为传感器与靶标块之间磁性杂质过多导致的传导故障，30％为传感器电气故障，10％为传感器性能衰减故障，10％为传感器与靶标块之间间隙不正常导致的故障，10％为传感器或靶标块的支撑部件断裂导致的故障。靶标与接近传感器的相对接近运动方式有多种，其中靶标沿接近传感器的弧线切面接近是其中重要的一类，如图1。研究及应用靶标沿接近传感器的弧线切面接近方式，尤其是靶标A与转动轴心O连线OA与X轴线的夹角大小与接近传感器电感值的关系是一个重要的内容，因此需要实现靶标与接近传感器感应面的角度位置运动控制。本专利技术即实现该目的。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种给定实现简便，具有角度控制准确、精度高，高精度控制靶标角度的接近传感器靶标运动角度控制的方法。本专利技术通过以下措施来达到，一种接近传感器靶标运动角度控制的方法，具有如下技术特征：步进电机同轴相连单圈绝对值数值码盘，单片机通过相应的控制线经上拉电阻到电源，控制使能驱动器及电机步进驱动器，单片机的一路异步、全双工串口电连接单圈绝对值数值码盘；单片机接收上位计算机的位置角度控制指令，控制步进电机顺时针或逆时针转动，通过步进电机控制靶标转动位置，以及运动到与接近传感器感应面的相对位置；靶标随着步进电机的转动而绕靶标连杆末端原点O转动，沿接近传感器的弧线切面接近形成运动轨迹；步进电机带动单圈绝对值数值码盘同步、同角度、同方向转动；单圈绝对值数值码盘实时采集靶标的方位角信号，控制靶标的运动角度及相对位置精度，通过RS485接口，以问答方式将同轴上的步进电机的方位角信号回馈给单片机；单片机在360°圆周上按照最近到达原则计算靶标目的角度与当前角度的角度差，确定新角度与目的角度是否≤0.1125°，否则改变转动方向，换向发一个脉冲，再查新角度与目的角度是否≤0.1125°，直到新角度与目的角度≤0.1125°，则到达目的角度。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果。给定实现简便。本专利技术采用单片机通过相应的控制线经上拉电阻到电源，控制使能驱动器及电机步进驱动器，电路器件少，电路实现简单，易实现，成本低。步进电机同轴相连单圈绝对值数值码盘，单片机的一路异步、全双工串口电连接单圈绝对值数值码盘，实现上对接近传感器的定位及固定，电机轴线的定位及安装，靶标连杆结构及整体的机架，零部件少，结构简单，结构清晰。装调简单、方便。本专利技术采用靶标随着步进电机的转动而绕靶标靶标连杆末端原点O转动，沿接近传感器的弧线切面接近形成运动轨迹，装调简单、方便。角度控制准确、精度高。本专利技术采用单片机接收上位计算机的位置角度控制指令，控制步进电机顺时针或逆时针转动，通过步进电机控制靶标转动位置，以及运动到与接近传感器感应面的相对位置，单片机实现灵活，反应快，控制方案灵活、有效。步进电机带动单圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接近传感器靶标运动角度控制的方法，具有如下技术特征：步进电机同轴相连绝对值数值码盘，单片机通过相应的控制线经上拉电阻到电源，控制使能驱动器及电机步进驱动器，单片机的一路异步、全双工串口电连接绝对值数值码盘；单片机接收上位计算机的位置角度控制指令，控制步进电机顺时针或逆时针转动，通过步进电机控制靶标转动位置，以及运动到与接近传感器感应面的相对位置；靶标随着步进电机的转动而绕靶标连杆末端原点O转动，沿接近传感器的弧线切面接近形成运动轨迹；步进电机带动绝对值数值码盘同步转动；绝对值数值码盘实时采集靶标的方位角信号，控制靶标的运动角度及相对位置精度，通过RS485接口，以问答方式将同轴上的步进电机的方位角信号回馈给单片机；单片机在360°圆周上按照最近到达原则计算靶标目的角度与当前角度的角度差，确定新角度与目的角度是否≤0.1125°，否则改变转动方向，换向发一个脉冲，再查新角度与目的角度是否≤0.1125°，直到新角度与目的角度≤0.1125°，则到达目的角度。

【技术特征摘要】
1.一种接近传感器靶标运动角度控制的方法，具有如下技术特征：步进电机同轴相连绝对值数值码盘，单片机通过相应的控制线经上拉电阻到电源，控制使能驱动器及电机步进驱动器，单片机的一路异步、全双工串口电连接绝对值数值码盘；单片机接收上位计算机的位置角度控制指令，控制步进电机顺时针或逆时针转动，通过步进电机控制靶标转动位置，以及运动到与接近传感器感应面的相对位置；靶标随着步进电机的转动而绕靶标连杆末端原点O转动，沿接近传感器的弧线切面接近形成运动轨迹；步进电机带动绝对值数值码盘同步转动；绝对值数值码盘实时采集靶标的方位角信号，控制靶标的运动角度及相对位置精度，通过RS485接口，以问答方式将同轴上的步进电机的方位角信号回馈给单片机；单片机在360°圆周上按照最近到达原则计算靶标目的角度与当前角度的角度差，确定新角度与目的角度是否≤0.1125°，否则改变转动方向，换向发一个脉冲，再查新角度与目的角度是否≤0.1125°，直到新角度与目的角度≤0.1125°，则到达目的角度。2.如权利要求所述的接近传感器靶标运动角度控制的方法，其特征在于：单片机通过IO端口的P0.6、P0.7、P1.0控制线并联上拉电阻R1、R2、R3到+5V电源，并通过上述控制线连接电机步进驱动器N1，电机步进驱动器N1连接步进电机N2；单片机通过IO端口的P0.6、P0.7、P1.0的控制线对应连接电机步进驱动器N1的PUL脉冲控制信号接口、DIR接口和EN端。3.如权利要求所述的接近传感器靶标运动角度控制的方法，其特征在于：单片机发出的相对应于步进电机运动角度的脉冲数通过PUL接线端口送入电机步进驱动器N1，发出的脉冲控制信号经过电机步进驱动器的PUL生成控制节拍A+、A-、B+、B-，分别对应步进电机N2的控制节拍A+、A-、B+、B-，同时进行电平放大，并通过DIR接口向步进电机N2发出的方向信号先于单片机通过PUL接口向步进电机N2发出的脉冲信号，通过脉冲信号控制步进电机N2的时序，通过单片机DIR接口产生的高/低电平信号控制步进电机N2的换向。4.如权利要求1所述的接近传感器靶标运动角度控制的方法，其特征在于：靶标刚性连接转动的靶标连杆，步进电机N2轴刚性连接在靶标连杆尾端O点；单片机控制的步进电机N2顺时针或逆时针转动，靶标随着步进电机N2的转动而绕O点轴线转动，转动半径为靶标连杆长度，转动位置由步进电机N2的转动决定，靶标运动到与接近传感器感应面的相对位置由单片机控制的步进电机N2决定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈渝，牛犇，周黎明，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51