陀螺仪控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于建筑领域，公开了一种陀螺仪控制装置，基于智能爬架控制系统设置，主机与多个从机通信连接，从机通过核心控制单元对变频器控制单元发出指令，变频器控制单元通过调整变频器输出频率，改变执行机构的运行状态，进而控制爬架的动作，陀螺仪控制装置包括电源模块、陀螺仪、驱动模块和通讯模块，驱动模块分别与电源模块、陀螺仪和通讯模块连接，通讯模块与智能爬架控制系统的核心控制单元连接。本发明专利技术提供的陀螺仪控制装置，能够对爬架架体水平度进行精确地控制，提高了智能爬架控制系统的调节速度和稳定性。本发明专利技术适用于控制应用于智能爬架控制系统的陀螺仪。

【技术实现步骤摘要】
陀螺仪控制装置
本专利技术属于建筑领域，涉及陀螺仪，具体地说是一种陀螺仪控制装置。
技术介绍
爬架又叫提升架，依照其动力来源可分为液压式、电动式、人力手拉式等主要几类，是近年来开发的新型脚手架体系，主要应用于高层剪力墙式楼盘，能沿着建筑物往上攀升或下降。目前，爬架智能控制领域缺乏对爬架架体水平度的控制，要想实现水平运动控制，水平位移传感器是必要条件，当前技术背景下，陀螺仪的性价比、稳定性最高，但是，陀螺仪作为一种通用型电子元器件，必须通过专用的控制单元连接爬架控制系统，因此，开发一种与智能控制系统连接、通信的陀螺仪专用控制单元具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的，是要提供一种陀螺仪控制装置，以实现对爬架架体水平度的控制。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方法如下：一种陀螺仪控制装置，基于智能爬架控制系统设置，主机与多个从机通信连接，从机通过核心控制单元对变频器控制单元发出指令，变频器控制单元通过调整变频器输出频率，改变执行机构的运行状态，进而控制爬架的动作，陀螺仪控制装置包括电源模块、陀螺仪、驱动模块和通讯模块，驱动模块分别与电源模块、陀螺仪和通讯模块连接，通讯模块与智能爬架控制系统的核心控制单元连接。作为限定：驱动模块包括一阶低通滤波单元和PID控制单元，PID控制单元与一阶低通滤波单元连接，一阶低通滤波单元采用一阶低通滤波算法对陀螺仪的采样数据进行有效滤波后，输入至PID控制单元，PID控制单元通过PID算法进行增量计算，输出动态控制量，并通过通讯模块发送至核心控制单元，核心控制单元根据动态控制量控制变频器控制单元。作为进一步限定：一阶低通滤波算法的公式为：Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)式中，α表示滤波系数，X(n)表示本次采样值，Y(n-1)表示上次滤波输出值，Y(n)表示本次滤波输出值；PID算法的公式为：式中，Kp表示比例增益，err(t)表示预设值与测量值之差，T表示积分时间常数，TD表示微分时间常数，u(t)表示PID控制单元的输出信号。作为更进一步限定：驱动模块采用以STM32F103CB单片机为核心的控制电路。作为另一种限定：通讯模块采用以RS485芯片为核心的电路。作为限定：电源模块采用以TPS79301芯片为核心的电路。作为进一步限定：陀螺仪采用MPU6050陀螺仪。本专利技术由于采用了上述方案，与现有技术相比，所取得的有益效果是：(1)本专利技术提供的陀螺仪控制装置，通过设置驱动模块，将陀螺仪接入智能爬架控制系统，能够对爬架设备的水平度进行精确、有效地采集，并进行运算，对爬架架体水平度进行精确地控制，提高了智能爬架控制系统的调节速度和稳定性；(2)本专利技术提供的陀螺仪控制装置，驱动模块采用一阶低通滤波算法，对陀螺仪的采集的数据进行滤波，得到有效滤波值，使得输出对输入有反馈作用，采用PID算法进行增量计算，输出动态控制量，消除余差，能够根据偏差信号的变化，趋势提前动作，而且，响应速度快，调节动作迅速；综上所述，本专利技术提供的陀螺仪控制装置，能够对爬架架体水平度进行精确地控制，提高了智能爬架控制系统的调节速度和稳定性。本专利技术适用于控制应用于智能爬架控制系统的陀螺仪。附图说明下面结合附图及具体实施例对本专利技术作更进一步详细说明。图1为本专利技术实施例的结构框图；图2为本专利技术实施例的驱动模块的电路原理图；图3为本专利技术实施例的陀螺仪的电路原理图；图4为本专利技术实施例的电源模块的电路原理图；图中：1、陀螺仪控制装置。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本领域的技术人员应当理解，本专利技术并不限于以下实施例，任何在本专利技术具体实施例基础上做出的改进和等效变化，都在本专利技术权利要求保护的范围之内。实施例陀螺仪控制装置一种陀螺仪控制装置1，其结构框图如图1所示，基于智能爬架控制系统设置，主机与多个从机通信连接，从机通过核心控制单元对变频器控制单元发出指令，变频器控制单元通过调整变频器输出频率，改变执行机构的运行状态，进而控制爬架的动作，陀螺仪控制装置1包括电源模块、陀螺仪、驱动模块和通讯模块，驱动模块分别与电源模块、陀螺仪和通讯模块连接，通讯模块与智能爬架控制系统的核心控制单元连接。驱动模块包括一阶低通滤波单元和PID控制单元，PID控制单元与一阶低通滤波单元连接，一阶低通滤波单元采用一阶低通滤波算法对陀螺仪的采样数据进行有效滤波后，输入至PID控制单元，PID控制单元通过PID算法进行增量计算，输出动态控制量，并通过通讯模块发送至核心控制单元，核心控制单元根据动态控制量控制变频器控制单元。一阶低通滤波算法的公式为：Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)式中，α表示滤波系数，X(n)表示本次采样值，Y(n-1)表示上次滤波输出值，Y(n)表示本次滤波输出值，本次采样值与上次滤波输出值进行加权，得到有效滤波值，使得输出对输入有反馈作用；PID算法的公式为：式中，Kp表示比例增益，err(t)表示预设值与测量值之差，T表示积分时间常数，TD表示微分时间常数，u(t)表示PID控制单元的输出信号，PID算法包括比例环节、积分环节和微分环节，采用PID运算，对陀螺仪进行有效驱动，并精确采集其在空间变化的反馈差值，经过运算处理，反馈至核心控制单元，作为水平控制差值的依据，对变频器控制单元发出指令，来调整变频器的输出频率，改变电机的运行状态，来修正并保持爬架设备的整体水平度。本实施例中驱动模块采用以STM32F103CB单片机为核心的控制电路，其电路原理图如图2所示；通讯模块采用以RS485芯片为核心的电路；电源模块采用以TPS79301芯片为核心的电路，其电路原理图如图4所示；陀螺仪采用MPU6050陀螺仪，其电路原理图如图3所示。本实施例具体工作过程为：主机向从机下发上升距离或者下降距离的指令，从机通过核心控制单元将指令下发给驱动模块，驱动模块驱动陀螺仪进行工作，陀螺仪检测爬架设备的水平度，并反馈至驱动模块，驱动模块根据指令中要求上升或下降的距离与实际测量到的距离的偏差，计算陀螺仪运行姿态信息，再通过通讯模块发送至核心控制单元，核心控制单元对变频器控制单元发出指令，来调整变频器的输出频率，改变电机的运行状态，进而修正并保持爬架设备的整体水平度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陀螺仪控制装置，基于智能爬架控制系统设置，主机与多个从机通信连接，从机通过核心控制单元对变频器控制单元发出指令，变频器控制单元通过调整变频器输出频率，改变执行机构的运行状态，进而控制爬架的动作，其特征在于，陀螺仪控制装置包括电源模块、陀螺仪、驱动模块和通讯模块，驱动模块分别与电源模块、陀螺仪和通讯模块连接，通讯模块与智能爬架控制系统的核心控制单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种陀螺仪控制装置，基于智能爬架控制系统设置，主机与多个从机通信连接，从机通过核心控制单元对变频器控制单元发出指令，变频器控制单元通过调整变频器输出频率，改变执行机构的运行状态，进而控制爬架的动作，其特征在于，陀螺仪控制装置包括电源模块、陀螺仪、驱动模块和通讯模块，驱动模块分别与电源模块、陀螺仪和通讯模块连接，通讯模块与智能爬架控制系统的核心控制单元连接。


2.根据权利要求1所述的陀螺仪控制装置，其特征在于，驱动模块包括一阶低通滤波单元和PID控制单元，PID控制单元与一阶低通滤波单元连接，一阶低通滤波单元采用一阶低通滤波算法对陀螺仪的采样数据进行有效滤波后，输入至PID控制单元，PID控制单元通过PID算法进行增量计算，输出动态控制量，并通过通讯模块发送至核心控制单元，核心控制单元根据动态控制量控制变频器控制单元。


3.根据权利要求2所述的陀螺仪控制装置，其特征在于，一阶低通滤波算法的公式为：
Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)
式中，α表示滤波系数，X(n)表示本次采样值，Y(n-1)表示上次滤波输出值，Y(n)表示本次滤波输出值；
PID算法的公式为：


...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少军，
申请(专利权)人：邢台亚特工业自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13