一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器制造技术

技术编号:20943609 阅读:53 留言:0更新日期:2019-04-24 02:02
一种FC‑AE‑1553光纤总线通信伺服控制器,包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、二次电源变换单元、ONU光电转换器单元。与原有基于MIL‑STD‑1553B总线伺服控制器相比,该伺服控制器不仅具备原伺服控制器方案电机电流、转速、作动器位移采集及信号处理与闭环运算控制、反馈伺服状态信息给控制系统功能,同时该伺服控制器可以外接光纤总线实现基于FC‑AE‑1553协议的光纤通信,该总线通信速率由MIL‑STD‑1553B协议的1M bps提高2000倍至2Gbps,大大提高通信带宽,同时总线通信传输由电信号变为光信号,提高了总线通信的抗电磁干扰性能、减轻了总线传输电缆重量。

A FC-AE-1553 Fiber Bus Communication Servo Controller

A FC_AE_1553 optical fiber bus communication servo controller includes signal processing unit, DSP unit, FPGA unit, 1553 protocol processing unit, secondary power conversion unit and ONU photoelectric converter unit. Compared with the original servo controller based on MIL STD 1553B bus, the servo controller not only has the functions of motor current, speed, actuator displacement acquisition, signal processing and closed-loop operation control, feedback of servo state information to the control system, but also can realize optical fiber communication based on FC AE 1553 protocol by external optical fiber bus. The bus communication rate is increased by 2000 times to 2 Gbps from 1M BPS of MIL STD 1553B protocol, which greatly improves the communication bandwidth. At the same time, the bus communication transmission is changed from electrical signal to optical signal, which improves the anti-electromagnetic interference performance of bus communication and reduces the weight of bus transmission cable.

【技术实现步骤摘要】
一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器
本专利技术涉及伺服控制和通信领域,具体涉及一种伺服控制器。
技术介绍
伺服控制器可应用于火箭机电伺服系统中。在火箭机电伺服系统中伺服控制器的作用为:控制伺服驱动器驱动作动器按控制系统下发的伺服指令动作,完成火箭喷管的姿态调节,同时反馈伺服状态信息至控制系统供控制系统对正常伺服运行状态进行监控和评估。现有的伺服控制器总线通信普遍采用MIL-STD-1553B协议,其存在以下缺点:1、通信速率为1Mbps,在每个伺服闭环周期内伺服系统只能反馈有限的伺服状态信息给控制系统,使得控制系统评估伺服运行状态运行情况有限,当伺服系统出现故障时也无法通过控制系统监控数据快速定位伺服故障点。上述情况在多通道集成伺服系统时由于通道数增加,伺服状态信息成倍增加,该缺点尤为明显,其中多通道伺服系统指一台伺服控制器控制多台作动器动作的伺服系统。2、MIL-STD-1553B通信总线上传输的为电信号,大功率机电伺服系统电磁环境复杂,总线上通信信号可受电磁干扰。3、MIL-STD-1553B总线通信介质为铜缆,电缆重量相对较重。对于火箭应用领域,众多设备配套的通信电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FC‑AE‑1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于,包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、ONU光电转换器单元;ONU光电转换器单元将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为伺服指令差分接口电信号传送至1553协议处理单元;ONU光电转换器单元接收1553协议处理单元发送的伺服状态差分接口电信号,并转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统;1553协议处理单元将ONU光电转换器单元发送的伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号发送至FPGA单元;1553协议处理单元接收到FPGA单元发送的伺服状态CNI接口电信号,并处理为伺服状态差...

【技术特征摘要】
1.一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于,包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、ONU光电转换器单元;ONU光电转换器单元将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为伺服指令差分接口电信号传送至1553协议处理单元;ONU光电转换器单元接收1553协议处理单元发送的伺服状态差分接口电信号,并转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统;1553协议处理单元将ONU光电转换器单元发送的伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号发送至FPGA单元;1553协议处理单元接收到FPGA单元发送的伺服状态CNI接口电信号,并处理为伺服状态差分接口电信号后,传递至ONU光电转换器单元;1553协议处理单元接收FPGA单元SPI接口发送的配置信息对自身状态寄存器进行配置;FPGA单元接收1553协议处理单元发送的伺服指令CNI接口电信号,进行协议转换后生成伺服指令XINTF接口电信号,发送至DSP单元;FPGA单元接收DSP单元发送的伺服状态XINTF接口电信号,经过协议转换后生成伺服状态CNI接口电信号,发送至1553协议处理单元;FPGA单元通过SPI接口发送配置信息对1553协议处理单元寄存器进行配置;DSP单元采集经过信号处理单元处理的伺服状态信息,并接收FPGA单元XINTF接口发送的伺服指令XINTF接口电信号,伺服指令信息与伺服状态信息经过位置环、速度环、电流环三环闭环运算,生成PWM控制率,通过PWM接口输出至信号处理单元;DSP单元将伺服状态信息通过XINTF接口发送至FPGA单元;信号处理单元采集电机电流、速度、作动器位移信号,对电机电流、速度、作动器位移信号分别进行信号调理生成符合DSP单元采集标准的电压信号;信号处理单元接收PWM控制率进行电平转换后发送至外部伺服驱动器。2.根据权利要求1所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于,还包括二次电源变换单元,二次电源变换单元接收外部电源输入,经二次电源变换分别给信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、信号处理单元、ONU光电转换器单元单元的电源子单元供电。3.根据权利要求2所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于:所述的FPGA单元包括XINTF接口、协议处理模块、CNI接口、SPI接口、INT接口;XINTF接口包括数据总线、地址总线、控制信号单元;协议处理模块包括数据总线三态切换开关、端口控制逻辑译码单元、发送缓冲区、发送数据状态机、接收数据状态机、接收缓冲区;CNI接口包括CNI_TXD端口、CNI_TXCLK端口、CNI_TXEN端口、CNI_RXEN端口、CNI_RXCLK端口、CNI_RXD端口;数据总线通过数据总线三态切换开关向发送缓冲区发送待写数据;地址总线、控制信号单元通过端口控制逻辑译码单元产生方向控制信号和写控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;发送数据状态机接收写控制信号,产生发送缓冲控制逻辑信号,将待写数据写入发送缓冲区;发送数据状态机判断数据是否写入完成,产生发送时钟信号发送至CNI_TXCLK端口、产生发送使能信号发送至CNI_TXEN端口,通过发送缓冲控制逻辑信号控制发送缓冲区将缓存数据发送到CNI_TXD端口上,完成XINTF接口电信号转为CNI接口电信号;CNI_RXEN端口和CNI_RXCLK端口分别输出接收使能信号和接收时钟信号至接收数据状态机;接收数据状态机产生接收缓冲控制逻辑信号,控制CNI_RXD端口输出接收数据信号到接收缓冲区,接收数据信号写入接收缓冲区完成后,接收数据状态机产生接收数据完成信号,发送至INT接口...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐志书王首浩李雪李超李光学
申请(专利权)人:北京精密机电控制设备研究所中国运载火箭技术研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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