本发明专利技术提供一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法及装置，涉及电机控制模拟测试领域。该控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法，包括：基于确定的目标外框电机码盘输出信号波形种类并基于确定的目标外框电机模拟转速和转向生成目标外框电机码盘模拟输出信号；将码盘模拟输出信号输出至所述目标外框电机控制器，采集控制器输出的三相驱动信号与控制信号；若三相驱动信号与控制信号与模拟转速和转向匹配，则所述目标外框电机控制器的控制性能满足要求。本发明专利技术方法合理简化了控制力矩陀螺外框电机控制板的测试条件，提高了测试效率，降低了测试成本，满足了控制力矩陀螺外框电机控制板的测试需求。螺外框电机控制板的测试需求。螺外框电机控制板的测试需求。
【技术实现步骤摘要】
一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法及装置
[0001]本专利技术涉及电机控制模拟测试
，具体为一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法及装置。
技术介绍
[0002]控制力矩陀螺(Control Momentum Gyroscope，简称CMG)是一种力矩放大装置，是应用在航天器上的一类通过与航天器进行角动量交换从而产生控制力矩的惯性执行机构，它借助高速旋转的转子获得一定的角动量，并能通过一个很小的框架力矩，改变角动量的方向，以实现对外输出力矩。该装置能够产生一个很大的力矩，并作用在所固定的航天飞行器上。与其它执行机构相比，CMG的优越性主要体现在：输出力矩光滑，控制精度高；控制力矩大，动态响应快；使用电能，寿命较长；力矩放大作用明显，能耗极低。CMG主要由转子组件和框架组件两部分构成，包括由飞轮、支撑飞轮的框架以及框架转动伺服系统。框架转动使动量飞轮的角动量改变方向，飞轮角动量进动将产生陀螺力矩，作用在框架基座上。
[0003]控制力矩陀螺外框电机控制器实现对外框电机的驱动控制时，需要获取外框电机转子位置及转子速度信息，可以通过外框电机码盘对转子位置与转速进行检测。通过采集码盘输出检测信号，控制器可实现外框电机驱动控制。因此，当CMG外框电机控制器设计制作完成时，需要对其电机驱动控制性能进行实验测试。普遍的方法是设计制作相应的控制力矩陀螺，搭建CMG实验测试平台对控制器进行相应控制实验测试。这样的测试方法成本高，占用空间大，而且测试方法复杂且时间周期长。
[0004]现有的控制力矩陀螺控制器测试方法主要通过搭建具有CMG实体的实验测试平台，利用实体CMG进行控制实验测试实现。中国专利号CN111780784A公开了一种单自由度单框架控制力陀螺实验测试装置，装置包含：台架系统、陀螺外框架系统，陀螺内框架系统，旋转编码器、O型带轮传动系统，能对陀螺控制算法以及动力学模型起到验证作用。中国专利号CN110672121A公开了一种控制力矩陀螺框架动态响应测试方法及系统，将高精度测力台固定在隔振地基上，将控制力矩陀螺固定在高精度测力台上，将控制力矩陀螺上位机的输出端与控制力矩陀螺的输入端连接，通过上位机实现对控制力矩陀螺不同转速的控制。当使用上述两种测试装置系统对CMG控制器进行测试时，显然使得控制器测试过程更加复杂，测试成本大大提升，时间和空间占用率高。
技术实现思路
[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法及装置，目的在于减少CMG外框电机控制器测试成本，缩短测试的时间周期，降低实验测试方法和过程的复杂度。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0009]第一方面，提供了一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法，包括如下步骤：
[0010]模拟输出信号生成步骤，基于确定的目标外框电机码盘输出信号波形种类并基于确定的目标外框电机模拟转速和转向生成目标外框电机码盘模拟输出信号；
[0011]输出和采集步骤，将所述目标外框电机码盘模拟输出信号输出至所述目标外框电机控制器，采集所述目标外框电机控制器输出的三相驱动信号与控制信号；
[0012]判断步骤，分析所采集的三相驱动信号与控制信号是否与所述目标外框电机模拟转速和转向相匹配，若所采集的三相驱动信号与控制信号与所述目标外框电机模拟转速和转向匹配，则所述目标外框电机控制器的控制性能满足要求；若采集的三相驱动信号与控制信号与所述目标外框电机模拟转速和转向不匹配，则所述目标外框电机控制器的控制性能不满足要求。
[0013]优选的，所述目标外框电机码盘输出信号波形种类根据所述目标外框电机码盘类型确定。
[0014]优选的，所述目标外框电机模拟转速和转向由测试人员在测试程序中给定。
[0015]优选的，所述目标外框电机码盘模拟输出信号包括固定输出模式和周期循环输出模式。
[0016]优选的，所述周期循环输出模式基于数字处理芯片定时器及中断实现。
[0017]第二方面，提供了一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试装置，包括：
[0018]模拟输出信号生成模块，用于基于确定的目标外框电机码盘输出信号波形种类并基于确定的目标外框电机模拟转速和转向生成目标外框电机码盘模拟输出信号；
[0019]输出和采集模块，用于将所述目标外框电机码盘模拟输出信号输出至所述目标外框电机控制器，采集所述目标外框电机控制器输出的三相驱动信号与控制信号；
[0020]判断模块，用于分析所采集的三相驱动信号与控制信号是否与所述目标外框电机模拟转速和转向相匹配，若所采集的三相驱动信号与控制信号与所述目标外框电机模拟转速和转向匹配，则所述目标外框电机控制器的控制性能满足要求；若采集的三相驱动信号与控制信号与所述目标外框电机模拟转速和转向不匹配，则所述目标外框电机控制器的控制性能不满足要求。
[0021]优选的，所述模拟输出信号生成模块包括GPIO模块，所述GPIO模块用于生成目标外框电机码盘模拟输出信号。
[0022]优选的，所述目标外框电机码盘模拟输出信号包括固定输出模式和周期循环输出模式，所述输出和采集模块包括定时器及中断模块，所述定时器及中断模块用于实现所述周期循环输出模式。
[0023]第三方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的方法中的任一方法。
[0024]第四方面，提供了一种计算设备，包括：
[0025]一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
[0026](三)有益效果
[0027](1)本专利技术一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法及装置，根据目标外框电机码盘类型及外框电机模拟转速和转向确定外框电机码盘模拟输出信号波形；然后使用数字信号处理芯片的GPIO模块产生相应的外框电机码盘模拟输出信号。本专利技术提供的方法可以满足不同码盘类型、不同外框电机旋转速度下的外框电机码盘模拟信号输出。
[0028](2)本专利技术一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法及装置，在输出外框电机码盘模拟信号至被测试的外框电机控制器后，根据所采集的外框电机三相驱动测试信号与控制信号，判断此驱动测试信号与控制信号是否和先前确定的外框电机模拟转速和转向相匹配，据此可以实验测试CMG外框电机控制器的控制性能是否满足要求。本专利技术提供的方法，可以简便地实现外框电机控制器的控制性能测试检验。
[0029](3)本专利技术一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法及装置，可以方便地实现CMG外框电机控制器控制性能测试，满足控制性能实验测试要求，降低了实验测试的成本以及时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法，其特征在于，包括如下步骤：模拟输出信号生成步骤，基于确定的目标外框电机码盘输出信号波形种类并基于确定的目标外框电机模拟转速和转向生成目标外框电机码盘模拟输出信号；输出和采集步骤，将所述目标外框电机码盘模拟输出信号输出至所述目标外框电机控制器，采集所述目标外框电机控制器输出的三相驱动信号与控制信号；判断步骤，分析所采集的三相驱动信号与控制信号是否与所述目标外框电机模拟转速和转向相匹配，若所采集的三相驱动信号与控制信号与所述目标外框电机模拟转速和转向匹配，则所述目标外框电机控制器的控制性能满足要求；若采集的三相驱动信号与控制信号与所述目标外框电机模拟转速和转向不匹配，则所述目标外框电机控制器的控制性能不满足要求。2.根据权利要求1所述的一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法，其特征在于：所述目标外框电机码盘输出信号波形种类根据所述目标外框电机码盘类型确定。3.根据权利要求1所述的一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法，其特征在于：所述目标外框电机模拟转速和转向由测试人员在测试程序中给定。4.根据权利要求1所述的一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法，其特征在于：所述目标外框电机码盘模拟输出信号包括固定输出模式和周期循环输出模式。5.根据权利要求4所述的一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试方法，其特征在于：所述周期循环输出模式基于数字处理芯片定时器及中断实现。6.一种控制力矩陀螺外框电机驱动控制模拟测试装置，其特征在于，包括：模拟输出信号生成模块，用于基于确定的目标外框电机码盘输出信号波形种类并基于确定的目标外框电机模拟转速和...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，杨辰宇，颜闵杰，季润泽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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