四餘度舵機電流均衡控制裝置及電流均衡方法
2023-09-22 20:47:20
四餘度舵機電流均衡控制裝置及電流均衡方法
【專利摘要】本發明屬於航空飛行器飛行控制技術，涉及一種四餘度舵機電流均衡控制裝置及電流均衡方法。控制裝置由第一DSP控制器(1)、第二DSP控制器(2)、第一路功放電路(3)、第二路功放電路(4)、第三路功放電路(5)、第四路功放電路(6)、第一電機位置傳感器(7)、電機Ⅰ(8)、舵機位置傳感器(9)、電機Ⅱ(10)、第二電機位置傳感器(11)和輸出機構(12)組成。本發明大大提高了舵機系統工作的可靠性，保證了飛行安全。
【專利說明】四餘度舵機電流均衡控制裝置及電流均衡方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於航空飛行器飛行控制技術，涉及一種四餘度舵機電流均衡控制裝置及電流均衡方法。
【背景技術】
[0002]當前直升機飛控系統發展的重點是提高直升機的敏捷性和大機動能力，以電傳方式作為飛行控制系統的基礎，極大的方便於主動控制功能的應用，使飛機操縱響應迅速並能精準控制。現有的電傳飛行控制系統，毫無例外的採用了多餘度配置方式，操縱控制執行系統採用多餘度技術可實現高可靠、高精度、大力矩和寬頻響，可以提高直升機飛控系統操縱的穩定性、快速性和可靠性。伺服作動器作為飛機的要害部件，其餘度配製等級可以認定為系統的基本餘度等級。國際上已經利用先進水平的多餘度技術完成直升機操縱四餘度舵機位置伺服系統研究，但是具體的技術內容並未公開。國內現有的航空飛行控制系統普遍採用單通道舵迴路，一旦出現故障，就失去對舵面的操縱，而且單通道舵迴路可靠性低，嚴重影響飛行安全。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種四餘度舵機電流均衡控制裝置及電流均衡方法，其能夠以提高舵機系統工作的可靠性，保證飛行安全。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0005]四餘度舵機電流均衡控制裝置，其特徵在於，它由第一 DSP控制器1、第二 DSP控制器2、第一路功放電路3、第二路功放電路4、第三路功放電路5、第四路功放電路6、第一電機位置傳感器7、電機工8、舵機位置傳感器9、電機II 10、第二電機位置傳感器11和輸出機構12組成；舵機位置指令《I分別與第一 DSP控制器11和第二 DSP控制器2的相應輸入端連接，第一 DSP控制器I和第二 DSP控制器2通過總線連接，第一路功放電路3和第二路功放電路4的輸入端分別與第一 DSP控制器I相應的I / O接口連接，其輸出端分別與電機18的相應輸入端連接，電機18的輸出軸與輸出機構12機械連接；第三路功放電路5和第四路功放電路6的輸入端分別與第二 DSP控制器2相應的I / O接口連接，其輸出端分別與電機II 10的相應輸入端連接，電機II 10的輸出軸與輸出機構12機械連接；安裝在電機18上的第一電機位置傳感器7的輸出端與第一 DSP控制器I的相應輸入端連接，安裝在電機II 10上的第二電機位置傳感器11的輸出端與第二 DSP控制器2的相應輸入端連接；安裝在輸出機構12上的舵機位置傳感器9分別與第一 DSP控制器I和第二 DSP控制器2的相應輸入端連接。
[0006]如上面所述的四餘度舵機電流均衡控制裝置的電流均衡控制方法，其特徵在於，控制步驟如下:
[0007]1、預置電流差值門限；該門限電流i為四餘度舵機滿功率狀態電流值I的0.5%?1%;[0008]2、功放電路的輸出電流交叉互比；接通電源後，首先由第一 DSP控制器I比較第一路功放電路3和第二路功放電路4的輸出電流數值大小，由第二 DSP控制器2比較第三路功放電路5和第四路功放電路6的輸出電流數值大小；然後由第一 DSP控制器I和第二DSP控制器2將第一路功放電路3和第二路功放電路4與第三路功放電路5和第四路功放電路6的輸出電流數值大小進行比較；
[0009]3、表決；從步驟2.2的比較結果出挑出差值最大的電流值Λ i,將Λ i與門限電流i進行比較，若Λ i〈i，則視為四路電流均衡；若八i > i,則視為電流不均衡，確認電流最大值所在的功放電路序號A，該功放電路的輸出電流為i。-，該功放電路的輸入信號為iinA;
[0010]4、電流均衡處理；將除去A路功放電路以外的其他三路功放電路的電流值進行運算，求出三路電流的均方根值I1，然後按下式計算修正信號i2:
_] i2=iinA+ (i1-10utA> ；
[0012]令i2取代A路功放原來的輸入信號iinA ;
[0013]5、重複步驟2?步驟4，直到四路電流均衡為止。
[0014]本發明的四餘度舵機電流均衡控制裝置及電流均衡方法大大提高了舵機系統工作的可靠性，保證了飛行安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明四餘度舵機電流均衡控制裝置的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0016]下面對本發明做進一步詳細說明。參見圖1，四餘度舵機電流均衡控制裝置，其特徵在於，它由第一 DSP控制器1、第二 DSP控制器2、第一路功放電路3、第二路功放電路4、第三路功放電路5、第四路功放電路6、第一電機位置傳感器7、電機工8、舵機位置傳感器9、電機II 10、第二電機位置傳感器11和輸出機構12組成；舵機位置指令wl分別與第一 DSP控制器11和第二 DSP控制器2的相應輸入端連接，第一 DSP控制器I和第二 DSP控制器2通過總線連接，第一路功放電路3和第二路功放電路4的輸入端分別與第一 DSP控制器I相應的I / O接口連接，其輸出端分別與電機18的相應輸入端連接，電機18的輸出軸與輸出機構12機械連接；第三路功放電路5和第四路功放電路6的輸入端分別與第二 DSP控制器2相應的I / O接口連接，其輸出端分別與電機II 10的相應輸入端連接，電機II 10的輸出軸與輸出機構12機械連接；安裝在電機18上的第一電機位置傳感器7的輸出端與第一DSP控制器I的相應輸入端連接，安裝在電機II 10上的第二電機位置傳感器11的輸出端與第二 DSP控制器2的相應輸入端連接；安裝在輸出機構12上的舵機位置傳感器9分別與第一 DSP控制器I和第二 DSP控制器2的相應輸入端連接。
[0017]如上面所述的四餘度舵機電流均衡控制裝置的電流均衡控制方法，其特徵在於，控制步驟如下:
[0018]1、預置電流差值門限；該門限電流i為四餘度舵機滿功率狀態電流值I的0.5%?1%;
[0019]2、功放電路的輸出電流交叉互比；接通電源後，首先由第一 DSP控制器I比較第一路功放電路3和第二路功放電路4的輸出電流數值大小，由第二 DSP控制器2比較第三路功放電路5和第四路功放電路6的輸出電流數值大小；然後由第一 DSP控制器I和第二DSP控制器2將第一路功放電路3和第二路功放電路4與第三路功放電路5和第四路功放電路6的輸出電流數值大小進行比較；
[0020]3、表決；從步驟2.2的比較結果出挑出差值最大的電流值Λ i,將Λ i與門限電流i進行比較，若Λ i〈i，則視為四路電流均衡；若八i > i,則視為電流不均衡，確認電流最大值所在的功放電路序號A，該功放電路的輸出電流為i。-，該功放電路的輸入信號為iinA;
[0021]4、電流均衡處理；將除去A路功放電路以外的其他三路功放電路的電流值進行運算，求出三路電流的均方根值I1，然後按下式計算修正信號i2:
[0022]i2=iinA+ (i1-10utA> ；
[0023]令i2取代A路功放原來的輸入信號iinA ;
[0024]5、重複步驟2?步驟4，直到四路電流均衡為止。
[0025]在本發明的一個實施例中，第一 DSP控制器I和第二 DSP控制器2採用數位訊號處理器TMS320F2812，它集成度高、運算能力強，並且兩組六路PWM能夠滿足兩套電機繞組控制及電流均衡的快速性能要求。所採用的功放電路、電機位置傳感器、電機、舵機位置傳感器都是現有的成品。門限電流i為四餘度舵機滿功率狀態電流值I的0.6 %。
【權利要求】
1.四餘度舵機電流均衡控制裝置，其特徵在於，它由第一DSP控制器(I)、第二 DSP控制器⑵、第一路功放電路(3)、第二路功放電路(4)、第三路功放電路(5)、第四路功放電路(6)、第一電機位置傳感器(7)、電機工(8)、舵機位置傳感器(9)、電機II (10)、第二電機位置傳感器(11)和輸出機構(12)組成；舵機位置指令wl分別與第一 DSP控制器(11)和第二 DSP控制器(2)的相應輸入端連接，第一 DSP控制器(I)和第二 DSP控制器(2)通過總線連接，第一路功放電路(3)和第二路功放電路(4)的輸入端分別與第一 DSP控制器(I)相應的I / O接口連接，其輸出端分別與電機I⑶的相應輸入端連接，電機I⑶的輸出軸與輸出機構(12)機械連接；第三路功放電路(5)和第四路功放電路(6)的輸入端分別與第二 DSP控制器(2)相應的I / O接口連接，其輸出端分別與電機II (10)的相應輸入端連接，電機II (10)的輸出軸與輸出機構(12)機械連接；安裝在電機I (8)上的第一電機位置傳感器(X)的輸出端與第一 DSP控制器(I)的相應輸入端連接,安裝在電機II (10)上的第二電機位置傳感器(11)的輸出端與第二DSP控制器(2)的相應輸入端連接；安裝在輸出機構(12)上的舵機位置傳感器(9)分別與第一 DSP控制器(I)和第二 DSP控制器(2)的相應輸入端連接。
2.如權利要求1所述的四餘度舵機電流均衡控制裝置的電流均衡控制方法，其特徵在於，控制步驟如下: 2.1、預置電流差值門限；該門限電流i為四餘度舵機滿功率狀態電流值I的0.5%~1% ； 2.2、功放電路的輸出電流交叉互比；接通電源後，首先由第一DSP控制器(I)比較第一路功放電路⑶和第二路功放電路⑷的輸出電流數值大小，由第二 DSP控制器⑵比較第三路功放電 路(5)和第四路功放電路(6)的輸出電流數值大小；然後由第一 DSP控制器(I)和第二 DSP控制器(2)將第一路功放電路(3)和第二路功放電路(4)與第三路功放電路(5)和第四路功放電路(6)的輸出電流數值大小進行比較； 2.3、表決；從步驟2.2的比較結果出挑出差值最大的電流值Λ i,將Λ i與門限電流i進行比較，若Λ i〈i，則視為四路電流均衡；若八i > i,則視為電流不均衡，確認電流最大值所在的功放電路序號A，該功放電路的輸出電流為i。-，該功放電路的輸入信號為iinA ； 2.4、電流均衡處理；將除去A路功放電路以外的其他三路功放電路的電流值進行運算，求出三路電流的均方根值I1，然後按下式計算修正信號i2:
?2_--ηΑ+ (ifioutA); 令i2取代A路功放原來的輸入信號iinA ； 2.5、重複步驟2.2~步驟2.4，直到四路電流均衡為止。
【文檔編號】B64C13/50GK103879552SQ201410081656
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】郭華 申請人:西安郵電大學