电动舵机控制系统设计.pdf

《电动舵机控制系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电动舵机控制系统设计李世民，王新平(1．中国人民解放军61213部队，山西临汾041000；2．陆军航空兵学院，北京1O1123)DesignofControlSystemofElectromechanicalActuatorAboutUnderwaterVehicleLIShi—rain。WANGXin—ping。(1．TheChinesePeople’S1iberationArmy61213Troops，Iinfen041000，China；2．ArmyAviationInstitute，Beijing10l123，China)摘要：提出了一种电动舵机控制系统的设计

2、方还较易实现多通道的控制，所需的能源比气动或液案，该方案可用于比例式操舵的PWM控制。系统压舵机容易实现，线路的铺设和改装也很方便一。电路采用高速A／D模数转换、通用PC104嵌入式虽然电动舵机的快速性和比功率较液压或气动作动计算机数据采集和处理，以及H桥舵机驱动进行硬筒要差⋯些，但采用校环节或非线性控制设计方件结构搭建，软件使用串口中断、A／D转换结束中法，可以使电动舵机满足航行器控制系统的要求。断，以及作为PWM波最小计量单位的定时器溢出另外，和液压系统相比，虽然存在力矩相对较小和冲中断完成编写，最后进行了功能实验调试。击力较大等缺点，但町通过采用特种性能电机和加关

3、键词：电动舵机；控制系统；PC104；A／D转入弹性缓冲元件等措施，使其满足设计要求。综合换；PWM信号以上分析，本文采用电动舵机系统实施比例控制。中图分类号：TJ630舵饥系统设汁包括舵机驱动机构和电气驱动的文献标识码：A设I。舵机驱动机构将电机的旋转运动转变为直文章编号：1001—2257(2011)11—0060—04线运动；电气驱动部分则是接收控制器的i／o指Abstract：Thispaperstudiedthedesignofcon—令，控制电机实现双向比例旋转动作。本文主要研troIsystemofelectromechanicalactuator．The

4、sys—究电气驱动部分，基于PC104模块进行系统控制部ternisdesignedfortheunderwatervehicleconsid—分没计。并按一定的控制律输出PWM信号，使用IR21844和IR540N完成H桥驱动电路的设计。ereditscharacteristicsandspecialrequest．Itsstructure，controlmethod，thehardwareandsoft—1系统总体结构warearedesigned．Simulationresultsshowthatsystemisgoodforuse．系统总体结构如图1所示。Key

5、words：electromechanicalactuator；controlA／DCPUsystem；PC104；A／Dconversion；PWMsignalRXDTXD0引言图l值置栉制系统硬件结构一般舵机系统按操舵方式可分为比例式操舵和1．1输入偏航舵、俯仰舵分别与电位计相连，其位置信号继电式操舵。比例式舵机的舵角偏移与控制信号与电位计输出电压成IF比，现以电位计输出电压作变化是按比例变化；继电式舵机则是力求舵角处于为实际位置反馈信号进入KW一30612A／D模块，极限位置，即舵或为正满舵或为负满舵。采用电动进行模拟量转换数字量。期望位置信号通过串VI通舵机实施

6、比例操舵，执行机构占用空间小、可靠性信，直接从位机获取。高、运行稳定，且操作方便、运行安全等。电动舵机1．2输出收稿日期：2011—06—27输出的2路PWM波信号，分别控制2路舵机。·6O·《机械与电．子32011(11)期望位置和实际位置比较之后，通过控制算法解算MHz。通过栈接器与KW一30612A／D转换模块和求出控制电压【，后，再转换为PWM波输出，经光KW一2512电源板卡相连，通过COM1与上位机通电隔离、IR21844和H桥电路驱动舵机工作。信，操作系统和软件程序装于DOC里面，方便运行操作，串口中断、定时器TO和T1溢出中断通过跳2系统硬件结构线连接在

7、B24，B21，B22引脚。2．1A／D转换模块和主控模块2．2舵机驱动电路2．1．1A／D转换模块随着功率VMOS器件以及绝缘栅双极晶体管Kw一30612是一块中速的A／D转换模块，通(IGBT)器件的广泛运用，更多场合使用VMOS器过PC104栈接器与CPU模块相连，可以组成一个件或IGBT器件组成桥式电路。对于电机换向动作高性能的数据采集与控制系统，板上具有16个单端的控制，最常规的方法是使用一双刀双掷继电器，但或8个差分A／D转换、1个8254定时器／计数器和由于设计中电机驱动电流大而且电机的动作频率1个数字量I／O。实际位置反馈