[发明专利]捷联惯性设备的低成本速率闭环转位控制方法及控制装置

权利要求书

1.捷联惯性设备的低成本速率闭环转位控制方法，包括以下步骤：

驱动板(12)接收主控板(01)的使能控制信号、方向控制信号后，利用功率放大器(13)生成功率信号驱动力矩电机(02)带动转位机构转动，转向目标方向；转向过程中主控板(01)将天向陀螺测量的角速率变化信息发送给驱动板(12)实现转动速率控制，在转向至相应行程开关触发位置时，执行速率切换，按照预设的角速度转动，靠紧限位挡块。

2.如权利要求1所述的捷联惯性设备的低成本速率闭环转位控制方法，还包括以下步骤：

步骤51、主控板、驱动板、功率放大器初始化，天向陀螺初始化，力矩电机初始化，第一行程开关接近0°位置设置，第二行程开关接近180°位置设置，各行程开关加电处于打开状态；

步骤52、主控板持续采集天向陀螺数据，预处理后发送给驱动板；

步骤53、主控板接收指令确定转位机构转向位置。

3.如权利要求2所述的捷联惯性设备的低成本速率闭环转位控制方法，还包括以下步骤：

步骤54、主控板向驱动板发送使能控制信号、方向控制信号；

步骤55、判断是否自180°转向0°位置，是则执行步骤63，否则执行步骤56；

步骤63、驱动板根据控制逻辑生成PWM数据，经功率放大器生成功率信号驱动力矩电机带动转位机构转动；

步骤64、驱动板接收天向陀螺数据，根据PID策略1调整速率控制信号，驱动板将控制信号转换为PWM数据，经功率放大器生成功率信号驱动力矩电机转动；

步骤65、判断是否达到第一行程开关触发位置，否则执行步骤64，是则执行步骤66；

步骤66、驱动板根据PID策略2形成实时PWM数据，经功率放大器生成功率信号驱动力矩电机减速转动；

步骤67、转位机构与0°限位挡块靠紧，力矩电机堵转，等待后续指令或执行步骤68；

步骤68、转位结束。

4.如权利要求3所述的捷联惯性设备的低成本速率闭环转位控制方法，还包括以下步骤：

步骤54、主控板向驱动板发送使能控制信号、方向控制信号；

步骤56、判断是否自0°转向180°位置，是则执行步骤57，否则执行步骤54；

步骤57、驱动板根据控制逻辑生成PWM数据，经功率放大器生成功率信号驱动力矩电机带动转位机构转动；

步骤58、驱动板接收天向陀螺数据，根据PID策略1调整速率控制信号，驱动板将控制信号转换为PWM数据，经功率放大器生成功率信号驱动力矩电机提速转动；

步骤59、判断是否达到第二行程开关触发位置？否则执行步骤58，是则执行步骤60；

步骤60、驱动板根据PID策略2形成实时PWM数据，经功率放大器生成功率信号驱动力矩电机减速转动；

步骤61、转位机构与180°限位挡块靠紧，力矩电机堵转，等待后续指令或执行步骤68。

5.如权利要求3或4所述的捷联惯性设备的低成本速率闭环转位控制方法，还包括以下步骤：

本控制方法中的PID策略1形成以下控制参数：

相应行程开关触发前，以45°/s的角速率转向目标位置；

本控制方法中的PID策略2形成以下控制参数：

相应行程开关触发后，以20°/s的角速率转向目标位置；

转位机构与相应限位挡块靠紧角速率小于0.1°/s时，位置靠紧，力矩电机堵转。

6.用于捷联惯性设备的低成本速率闭环转位的控制装置，包括：

主控板(01)用于生成控制转位装置的使能控制信号、方向控制信号和，接收天向陀螺反馈的转速信号，预处理后转发给驱动板；

驱动板(12)用于接收转速信号，采集行程开关的触发信号，根据控制逻辑形成修正速率的PWM控制信号；

功率放大器(13)用于将接收的控制信号转换为相应的功率信号并输出；

力矩电机(02)用于接收功率信号，带动承载惯性器件的转位机构完成相应速率的转动，与限位挡块配合，保持安全的堵转；

天向陀螺(03)用于向主控板(01)实时反馈同轴向转动的承载惯性器件的力矩电机(02)转动速率；

行程开关(04)用于向主控板(01)反馈力矩电机(02)转动过程中的单一确定角度。

7.如权利要求6所述的用于捷联惯性设备的低成本速率闭环转位的控制装置，其特征在于：包括第一行程开关(41)和第二行程开关(42)，第一行程开关(41)用于在接近0°的转动位置提供触发信号；第二行程开关(42)用于在接近180°的转动位置提供触发信号；

主控板(01)通过其第一数据端口与天向陀螺(03)的数据输出端口连接，主控板(01)通过其第二数据端口与驱动板(12)的第一数据端口连接，驱动板(12)通过其第二数据端口与功率放大器(13)的数据输入端口连接，功率放大器(13)的信号输出端口与力矩电机(02)的信号输入端口连接，第一行程开关(41)和第二行程开关(42)的信号输出端分别连接驱动板(12)的相应信号输入端，模拟信号和功率表信号的传输主要采用信号端口。