【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种二维修正舵机滚转角的控制系统及方法，特别涉及一种基于单神经元自适应pid的二维修正舵机综合控制系统及方法，属于常规弹药弹道修正控制，特别涉及一类二维修正舵机滚转角度精准控制系统。
技术介绍
1、现代战争对低成本、高精度和附带损伤小的制导弹药的需求，促进了简易常规制导弹药的发展。常规弹药简易制导化常用的方法是将常规引信替换成修正引信。基于双旋结构的二维弹道修正弹作为简易修正弹药的一种，其二维修正舵机与弹体主体由轴承组连接。在弹药发射后，弹药主体保持高速旋转维持陀螺稳定，而二维修正舵机受启动力矩或电磁控制力矩的影响，呈低速旋转或相对地面静止的状态，二维修正舵机控制系统能够通过控制二维修正舵机产生电磁控制力矩实现滚转角的控制，从而实现对弹丸原有弹道的二维(横纵向)修正。二维修正舵机滚转角控制精度直接影响到弹道修正控制精度，进而体现在对目标的精确打击水平的影响。
2、近年来，二维修正舵机的控制系统不断进行优化。目前的二维修正舵机的控制系统在硬件方面通常使用一个线圈绕组为系统供电同时进行舵机控制，其优点是控制电路简单，但在实际使用过程中存在由于所需控制电磁力矩过大导致装置整体掉电问题。在软件方面，目前多使用pi控制、模糊控制、变结构控制、最优控制等算法。基础的pi控制算法实现简单，但在实际应用过程中精度有限；变结构控制算法与最优控制算法控制精度高，但是前者在系统为非线性时控制精度难以保障，后者对建立模型的准确度依赖较高……因此开发设计一种鲁棒性高且满足系统负载变化较大、非线性较强的二维修正舵机控制系统，进一步
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种二维修正舵机滚转角的控制系统及方法。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种二维修正舵机滚转角的控制系统，二维修正舵机上安装有磁铁，该控制系统包括地磁信号处理模块、舵机控制模块、mos管控制模块、三相整流与分压模块、两绕组的空心杯电机和电源模块；
4、mos管控制模块包括mos管a控制模块和mos管b控制模块；
5、三项整流与分压模块中的三相整流包括三相整流桥a和三相整流桥b；
6、两绕组的空心杯电机中的两绕组分别为控制线圈和供电线圈；
7、所述地磁信号处理模块从外部接入地磁传感器，地磁传感器随弹药主体旋转，地磁传感器输出两轴地磁传感器信号给地磁信号处理模块，地磁信号处理模块将接收到的两轴地磁传感器信号经过滤波与放大后，输入到单片机中进行地磁信号处理，输出地磁脉冲给舵机控制模块；
8、所述舵机控制模块从弹载计算机获取目标舵偏角，从霍尔传感器获取霍尔信号脉冲，磁铁安装于二维修正舵机上，霍尔传感器处于弹药主体上，跟随弹药主体旋转，当二维修正舵机于弹药主体相对旋转一周后，磁铁与霍尔传感器重合，产生霍尔脉冲信号给舵机控制模块，舵机控制模块还用于接收地磁信号处理模块发出的地磁脉冲，并根据接收到的地磁脉冲和霍尔脉冲信号进行当前舵偏角解算，并将解算结果与接收到目标舵偏角进行比较(即做差)，得到舵偏角误差大小，根据得到的舵偏角误差输出两路pwm波控制信号分别给mos管a控制模块和mos管b控制模块；
9、所述mos管a控制模块用于接收舵机控制模块输出的pwm波控制信号，并根据接收到的pwm波控制信号通过射随电路控制mos管a的导通与截止，当mos管a的导通时，通过控制三相整流桥a使得控制线圈提供控制电磁力矩，当mos管a的截至时，控制线圈不提供控制电磁力矩；
10、所述mos管b控制模块用于接收舵机控制模块输出的pwm波控制信号，并根据接收到的pwm波控制信号通过射随电路控制mos管b的导通与截止，当mos管b的导通时，通过控制三相整流桥b使得供电线圈提供控制电磁力矩，当mos管b的截至时，供电线圈不提供控制电磁力矩；
11、所述空心杯电机中的供电线圈与三相整流与分压模块中的三相整流桥b相连，在二维修正舵机与弹药主体呈相对高速旋转时，供电线圈产生三相交流电，经过三相整流桥b后输入到电源模块，同时受mos管b控制模块控制，提供控制电磁力矩，经过三相整流桥b整流后的电压经过电压分压后输出给舵机控制模块；
12、空心杯电机中的控制线圈与三相整流桥a相连，经过三相整流桥a后连接到mos管a控制模块，受mos管a控制提供控制电磁力矩，经过三相整流桥a整流后的电压经过电压分压后输出给舵机控制模块；
13、所述电源模块用于提供稳定的5v、12v或3.3v电压；
14、根据接收到的地磁脉冲和霍尔脉冲信号进行当前舵偏角解算，并将解算结果与接收到目标舵偏角进行比较，得到舵偏角误差大小，根据得到的舵偏角误差输出两路pwm波控制信号的方法，即进行舵机控制方法，采用自适应pid控制方法，对传统的pid方法进行改进，提出了一种稳定、鲁棒性强的舵机控制算法，步骤如下：
15、步骤1：舵机控制模块接收地磁脉冲触发中断a，若地磁脉冲捕获标志位为0，则将计时器a重置清零，将地磁脉冲捕获标志位设为1；若地磁脉冲捕获标志位为1，记录当前时刻计时器a的值为弹药主体旋转一周所用时间td，将地磁脉冲捕获标志位设为2；
16、步骤2：舵机控制模块接收到霍尔信号脉冲触发中断b，若霍尔脉冲捕获标志位为0，则将计时器b重置清零，将霍尔脉冲捕获标志位设为1；若霍尔脉冲捕获标志位为1，则记录当前时刻计时器b的值为前体与后体相对旋转一周所用时th间，记录当前时刻计时器a的值为后体旋转时间ton，将霍尔脉冲捕获标志位设为2；
17、步骤3：当霍尔脉冲捕获标志位为2时，计算二维修正舵机相对于弹药主体的滚转转速ωh为并将霍尔脉冲捕获标志位设为0；
18、步骤4：当地磁脉冲捕获标志位为2时，计算弹药主体相对与地面的滚转转速ωd为并将地磁脉冲捕获标志位设为0；
19、步骤5：当定时器中断触发时，闭环控制标志位设置为1；
20、步骤6：当闭环控制标志位为1时，记录当前时刻计时器b的值记为thall_on，则二维修正舵机相对于地面的舵偏角表达为：
21、θdd＝ton×ωd+thall_on×ωd-thall_on×ωh
22、二维修正舵机相对于地面的转速为：
23、ωdd＝ωd-ωh
24、根据目标舵偏角θtarget与二维修正舵机相对于地面的舵偏角θdd计算得到舵偏角误差θe：
25、θe＝θtarget-θdd
26、步骤7：将舵偏角误差θe输入到自适应pid控制算法中，对控制舵机滚转角的pwm占空比dz进行解算；
27、步骤8：对控制算法输出的pwm占空比值进行判断，若占空比数dz小于设定阈值时，则供电线圈的辅助提供控制电磁力矩功能关闭；否则，供电线圈的辅助提供控制电磁力矩功能打开，控制线圈占空比数dk设为设定阈值；...
【技术保护点】
1.一种二维修正舵机滚转角的控制系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种二维修正舵机滚转角的控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种二维修正舵机滚转角的控制系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种二维修正舵机滚转角的控制系统，其特征在于：
5.一种二维修正舵机滚转角的控制方法，其特征在于该方法的步骤包括：
【技术特征摘要】
1.一种二维修正舵机滚转角的控制系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种二维修正舵机滚转角的控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种二维修正舵机滚...
【专利技术属性】
技术研发人员：申强，田凌蕴，邓子龙，梁晨，蒲文洋，耿生群，杨东晓，宋荣昌，冯恒振，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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