基于CAN总线的两余度舵机控制系统设计.pdf

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1、2012年6月机床与液压Jun．2012第4O卷第11期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．11．022基于CAN总线的两余度舵机控制系统设计邓遵义，李辉，苏宝平，宁袢(1．河南工业大学机器人研究所，河南郑州450007；2．河南工程学院，河南郑州451191)摘要：为了提高飞行器的安全可靠性，设计了一种完全电气两余度舵机控制系统，对舵机控制系统的总体结构、控制器的硬件电路和控制软件设计作了详细阐述。并对余度管理算法和故障处理作了介

2、绍。以VC++为开发工具，开发出了舵机余度控制测试界面，实验测试表明：该两余度控制系统控制精确，余度可靠。关键词：两余度舵机；余度管理；CAN总线中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)11—074—3DesignofTwoRedundancySteeringEnginesControlSystemBasedonCANBusDENGZunyi，LIHui，SUBaoping，NINGYi(1．ResearchInstituteofRobotics，HenanUniversityofTechnol

3、ogy，ZhengzhouHenan450007，China；2．HenanInstituteofEngineering，ZhengzhouHenan451191，China)Abstract：Inordertoimprovethestabilityandreliabilityofaircraft，anentireelectrictworedundancysteeringenginescontrolsystemwasdesigned．Thegeneralstructureofthesteeringenginescontrolsy

4、stem，thedesignofhardwarecircuitandthecontrolsoft—wareofthecontrollerwereillustratedindetm1．Besidesthese，themethodofredundancymanagementandthefaultdetectionwerede—scribed．Atlast，theinterfaceusedfortestingcontrolperformanceoftworedundancysteeringengineswasdevelopedwith

5、visualC++developmenttoo1．Theexperimentaltestshowsthattheprecisecontrolandswitchredundancyreliabilitycanberealizedbythetwore—dundancycontrolsystem．Keywords：Dualredundancysteeringengines；Redundancymanagement；CANbus舵机作为飞行器上的关键执行机构，一旦出现故间通信的方式，以无刷直流电动机作为驱动动力，设障就会威胁飞行器的飞行

6、安全，舵机的性能和可靠性计了一个两余度的舵机控制系统。直接影响飞行器的安全可靠性。较先进的飞行器大都1舵机总体结构采用了以伺服电动机为驱动动力的电动舵机，要提高电动舵机总体结构如图1所示，上位机通过舵机的可靠性，仅靠采用提高各控制元件和电机的性CAN通信向通道1和通道2发布控制指令，通道1和能和可靠性的方法，在当时的技术发展水平下，效果通道2之间也可通过CAN通信交互信息，通道1和并不明显，而成本却成倍地增加。采用余度技术，能通道2通过差动周转轮系把电机1和电机2的机械运够使用成本和可靠性相对较低的元器件组成可靠性高动合成为输出

7、轴的运动，再通过直线作动器把旋转运的系统。因此，在飞行器舵机控制系统中应用余度技动转变为直线运动，从而带动舵面旋转。当两个通道术是提高飞行器任务可靠性与安全可靠性的有效途的负载不均衡(即转速不一致)时，差动周转轮系径。无刷直流电动机综合了直流电机和交流电机的优能有效地解决力纷争问题，从而降低了控制系统设计点，结构简单、运行可靠、效率高、调速性能好，采的难度。舵机控制系统中的每一通道都由电机、控制用无刷直流电动机作为电动舵机的驱动动力，能进一驱动单元和供电电源等组成，其中一个通道中的任何步提高飞行器的操控性能。CAN总线与常用的部

8、件发生故障，系统都可切换为另一通道替换其工RS422、RS485等通信网络相比，具有可靠性高、实作，舵机系统仍能正常运行，使飞行器的安全可靠性时性好的优点。作者以CAN总线作为两余度通道得到提高。收稿日期：2011—05—19基金项目：国家863计划资助项目(2