一种无人机舵机控制驱动系统技术方案

一种无人机舵机控制驱动系统，包括控制模块、功率驱动模块、舵执行机构；控制模块、功率驱动模块、舵执行机构顺序电性连接，构成闭环；控制模块通过CAN总线与飞控系统连接；控制模块还连接有电源转换模块，电源转换模块连接有28V电源A；功率驱动模块连接有28V电源B；舵执行机构采用无刷直流电机驱动、滚珠丝杠副减速设计；无人机舵机控制驱动系统接收来自飞控系统的控制指令，控制相应的翼舵面动作，实现固定翼无人机的飞行控制；本发明专利技术的无人机舵机控制驱动系统具有体积小、重量轻、驱动力矩大、连续工作时间长、稳定可靠的优点，填补了国内固定翼无人机舵机控制驱动系统商用产品的空白，为民用固定翼无人机产品的发展奠定了良好的基础。

A steering control and drive system of UAV

【技术实现步骤摘要】
一种无人机舵机控制驱动系统
本专利技术涉及无人机舵机控制驱动
，具体涉及一种无人机舵机控制驱动系统。
技术介绍
现有民用无人机大多为多旋翼结构，多旋翼无人机机械结构简单，控制相对容易，但存在速度慢、承载能力小、续航时间短的缺点，对某些需要较快航速、较大承载能力、长时间续航的民用领域则无法胜任；而对于固定翼无人机，其飞行姿态控制是通过机翼副翼、垂直尾翼、水平尾翼的动作实现，而机翼副翼、垂直尾翼、水平尾翼的动作需通过舵机控制，因此无人机舵机控制驱动系统是固定翼无人机的关键子系统，但因其开发难度较高，目前市场上尚无固定翼无人机舵机控制驱动系统的商用产品，因此影响了民用固定翼无人机产品的发展。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种无人机舵机控制驱动系统，包括控制模块、功率驱动模块、舵执行机构；所述控制模块、功率驱动模块、舵执行机构顺序电性连接，构成闭环；所述控制模块通过CAN总线与飞控系统连接；所述控制模块还电性连接有电源转换模块，电源转换模块电性连接有28V电源A；所述功率驱动模块还电性连接有28V电源B；舵执行机构采用无刷直流电机驱动、滚珠丝杠副减速设计；无人机舵机控制驱动系统接收来自飞控系统的控制指令，控制相应的翼舵面动作，实现固定翼无人机的飞行姿态控制。为了实现所述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种无人机舵机控制驱动系统，包括控制模块、功率驱动模块、舵执行机构；所述控制模块、功率驱动模块、舵执行机构顺序通过电缆连接，构成闭环；所述控制模块通过CAN总线电缆与飞控系统连接；所述控制模块还通过电缆连接有电源转换模块，电源转换模块通过电缆连接有28V电源A；所述功率驱动模块通过电缆连接有28V电源B；控制模块、功率驱动模块分别连接独立的28V电源。进一步的，所述控制模块包括DSP、CAN通信接口电路、总线驱动器、角度解码电路、差分接收电路；所述DSP为控制模块核心，其包括电源接口、通信接口、PWM接口、数据收发接口；电源接口与电源转换模块通过电缆连接；通信接口与CAN通信接口电路通过PCB板导线连接，CAN通信接口电路与飞控系统通过CAN总线电缆连接；PWM接口与总线驱动器通过PCB板导线连接；数据收发接口与角度解码电路、差分接收电路通过PCB板导线依次连接，差分接收电路与舵执行机构通过电缆连接。进一步的，所述功率驱动模块包括光隔离耦合电路、逻辑综合电路、过流保护电路、驱动电路、逆变电路；隔离耦合电路、逻辑综合电路、过流保护电路、驱动电路、逆变电路位于同一块PCB板上，其中隔离耦合电路、逻辑综合电路、过流保护电路、驱动电路共地，逆变电路为独立地；所述光隔离耦合电路、逻辑综合电路、驱动电路、逆变电路通过PCB板导线顺序连接，过流保护电路与逻辑综合电路通过PCB板导线连接；所述光隔离耦合电路通过电缆与控制模块的总线驱动器连接。进一步的，所述舵执行机构包括作动器、角度传感器；所述作动器为小型直线电动舵机，其包括无刷直流电机、减速锥齿轮副、滚珠丝杠副、作动杆；所述无刷直流电机的输出轴通过减速锥齿轮副与滚珠丝杠副的滚珠丝杠转动连接；滚珠丝杠副的滚珠螺母与作动杆固定连接；所述角度传感器分离固定设置在滚珠丝杠副的滚珠丝杠上端部；所述无刷直流电机通过电缆与功率驱动模块的逆变电路连接；所述角度传感器通过电缆与控制模块的差分接收电路连接。进一步的，所述控制模块还包括驱动电源检测电路，驱动电源检测电路分别与控制模块的DSP通过PCB板导线连接，与功率驱动模块的逆变电路通过电缆连接。进一步的，所述DSP内置舵机控制功能模块，舵机控制功能模块包括初始化模块、找零模块、功率电压判断模块、上电自检模块、数据采集模块、通信模块、定时中断模块、控制算法模块；当控制模块上电时，自动运行进入舵机控制功能模块，舵机控制功能模块执行主循环、定时中断，在主循环中执行通信模块、定时中断模块；当定时中断模块执行时，选择调用功率电压判断模块、上电自检模块、找零模块、数据采集模块、控制算法模块。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术公开的一种无人机舵机控制驱动系统，包括控制模块、功率驱动模块、舵执行机构；所述控制模块、功率驱动模块、舵执行机构顺序电性连接，构成闭环；所述控制模块通过CAN总线与飞控系统连接；所述控制模块还电性连接有电源转换模块，电源转换模块电性连接有28V电源A；所述功率驱动模块还电性连接有28V电源B；舵执行机构采用无刷直流电机驱动、滚珠丝杠副减速设计；无人机舵机控制驱动系统接收来自飞控系统的控制指令，控制相应的翼舵面动作，实现固定翼无人机的飞行姿态控制；本专利技术的无人机舵机控制驱动系统具有体积小、重量轻、驱动力矩大、连续工作时间长、稳定可靠的优点，填补了国内固定翼无人机舵机控制驱动系统商用产品的空白，为民用固定翼无人机产品的发展奠定了良好的基础。附图说明图1为无人机舵机控制驱动系统结构框图；图2为无人机舵机控制驱动系统功能模块示意框图；图3为作动器结构示意图；图4为舵机控制功能模块运行流程图。图中：1、无刷直流电机；2、减速锥齿轮副、3、滚珠丝杠副；4、作动杆；5、角度传感器。具体实施方式通过下面的实施例可以详细的解释本专利技术，公开本专利技术的目的旨在保护本专利技术范围内的一切技术改进。一种无人机舵机控制驱动系统，一种无人机舵机控制驱动系统，包括控制模块、功率驱动模块、舵执行机构；所述控制模块、功率驱动模块、舵执行机构顺序通过电缆连接，构成闭环；所述控制模块通过CAN总线电缆与飞控系统连接；所述控制模块还通过电缆连接有电源转换模块，电源转换模块通过电缆连接有28V电源A；所述功率驱动模块通过电缆连接有28V电源B；其中控制模块、功率驱动模块分别连接不同的28V电源，是因为功率驱动模块工作时电流较大、且会产生较大的谐波干扰，为防止对控制模块产生不良影响，将控制模块、功率驱动模块采用两组28V电源驱动；另外，控制模块、功率驱动模块分别封装在两个独立的金属盒中，以进行电磁隔离，防止功率驱动模块对控制模块产生干扰。所述控制模块包括DSP、CAN通信接口电路、总线驱动器、角度解码电路、差分接收电路；所述DSP为控制模块核心，其包括电源接口、通信接口、PWM接口、数据收发接口；电源接口与电源转换模块通过电缆连接；通信接口与CAN通信接口电路通过PCB板导线连接，CAN通信接口电路与飞控系统通过电缆连接；PWM接口与总线驱动器通过PCB板导线连接；数据收发接口与角度解码电路、差分接收电路通过PCB板导线依次连接，差分接收电路与舵执行机构通过电缆连接；其中DSP选用TMS320F2812，其外围电路包括时钟电路、JTAG接口电路、复位电路和总线驱动电路等；时钟电路使用晶体谐振器，两个匹配电容为20pF；DSP采用锁相环(PLL)技术对外部时钟进行倍频，可得到最大100MHz的工作频率；DSP的上电复位信号由电源变换芯片提供；电源引脚用0.1μF的电容滤波接地；其中CAN通信接口电路选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机舵机控制驱动系统，其特征是：包括控制模块、功率驱动模块、舵执行机构；所述控制模块、功率驱动模块、舵执行机构顺序电性连接，构成闭环；所述控制模块通过CAN总线与飞控系统连接；所述控制模块还电性连接有电源转换模块，电源转换模块电性连接有28V电源A；所述功率驱动模块还电性连接有28V电源B。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机舵机控制驱动系统，其特征是：包括控制模块、功率驱动模块、舵执行机构；所述控制模块、功率驱动模块、舵执行机构顺序电性连接，构成闭环；所述控制模块通过CAN总线与飞控系统连接；所述控制模块还电性连接有电源转换模块，电源转换模块电性连接有28V电源A；所述功率驱动模块还电性连接有28V电源B。


2.根据权利要求1所述无人机舵机控制驱动系统，其特征是：所述控制模块包括DSP、CAN通信接口电路、总线驱动器、角度解码电路、差分接收电路；所述DSP为控制模块核心，其包括电源接口、通信接口、PWM接口、数据收发接口；电源接口与电源转换模块电性连接；通信接口与CAN通信接口电路电性连接，CAN通信接口电路与飞控系统电性连接；PWM接口与总线驱动器电性连接；数据收发接口与角度解码电路、差分接收电路依次电性连接，差分接收电路与舵执行机构电性连接。


3.根据权利要求1所述无人机舵机控制驱动系统，其特征是：所述功率驱动模块包括光隔离耦合电路、逻辑综合电路、过流保护电路、驱动电路、逆变电路；所述光隔离耦合电路、逻辑综合电路、驱动电路、逆变电路顺序电性连接，过流保护电路与逻辑综合电路连接；所述光隔离耦合电路与控制模块的总线驱动器电性连接。


4.根据权利要求1所述无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：向华安，李艳丽，张占良，
申请(专利权)人：洛阳安怀达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41