[发明专利]一种单轴旋转机构控制电路在审
申请号: | 201510983145.2 | 申请日: | 2015-12-24 |
公开(公告)号: | CN106919098A | 公开(公告)日: | 2017-07-04 |
发明(设计)人: | 董建树;李延;邓亮;郭玉胜;解颖;熊建琼;张吉先;邱宏波 | 申请(专利权)人: | 北京自动化控制设备研究所 |
主分类号: | G05B19/042 | 分类号: | G05B19/042 |
代理公司: | 核工业专利中心11007 | 代理人: | 张雅丁 |
地址: | 100074 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 旋转 机构 控制电路 | ||
技术领域
本发明属于模拟数字混合电路技术领域,具体涉及一种单轴旋转机构控制电路。
背景技术
在提升惯性器件的精度所付出代价越来越大的情况下,采用误差自补偿技术来提高惯性导航系统的定位精度,是惯性技术发展的一个主要方向。
单轴旋转的惯性测量组件在旋转机构的控制下绕方位轴进行交替往复运动,导航软件在交替往复运动和载体实际运动同时作用下完成导航解算,并通过旋转解调,在输出导航信息中去掉交替往复转位运动,得到载体实际运动信息,用于载体的控制。
使用单轴旋转调制技术设计的捷联惯导,其两个处于垂直方向的陀螺处于往复旋转状态,从而使两个陀螺引起的北向和东向的陀螺漂移在旋转调制下的均值为零,使因陀螺漂移引起的姿态误差变为周期性的误差,大大减小了未旋转的捷联惯导原本随时间快速增长的姿态误差角,从而有效地提高导航精度。
但是,目前的单轴旋转机构存在着电磁兼容性差、功耗大等问题,因此亟需针对惯导系统研发一种单轴旋转机构控制电路来解决这些问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷,提供一种单轴旋转机构控制电路。
为了实现这一目的,本发明采取的技术方案是:
一种单轴旋转机构控制电路,包括电源滤波与调整模块、中央处理器模块、控制模块、电机接口、计算机串口通讯模块、光码盘串口通讯模块、时钟;
其中:
(1)电源滤波与调整模块为中央处理器模块、电机控制模块、计算机串口通讯模块、光码盘串口通讯模块提供电源并进行电源调整,以满足上述部件的电源要求;
时钟选用高精度晶体振荡器,为中央处理器模块提供时钟源基准;
(2)在时钟提供的时钟源基准下,中央处理器模块通过光码盘串口通讯模块与外部的光码盘连接并进行串口通讯;中央处理器模块通过计算机串口通讯模块与外部计算机连接并进行串口通讯,接收外部计算机的指令并发送数据及状态给外部计算机;通过控制模块驱动电机接口,实现对电机的速度驱动;
(3)电机控制模块由高精度数模转换器与运算放大器构成,以用于控制电机;
(4)光码盘用于旋转机构角度测量,通过光码盘串口通讯模块实现与中央处理器模块的通讯;
光码盘以中断方式响应中央处理器模块通过光码盘串口通讯模块发送的差分同步信号的下降沿,触发角度采样,然后通过光码盘串口通讯模块输出角度数据给中央处理器单元。
进一步的,如上所述的一种单轴旋转机构控制电路,其中:中央处理器模块采用单片机和DSP芯片两种形式之一来实现逻辑功能,控制完成采集测角信息。
进一步的,如上所述的一种单轴旋转机构控制电路,其中:数模转换器采用低功耗、双通道同步输出的16位数模转换器,通过单5V供电,在低功耗模式下的功率为0.0024mW,工作速度最高为50MHz,转换速度为1.8V/μS,输出信号的范围为0~10V。
本发明通过单轴旋转机构控制电路完成采集测角信息,实现对电机的速度 驱动,并完成与惯性组件的通讯,接收指令和发送数据及状态。通过旋转控制电路定时获得准确的测角电路角度,控制系统通过数模转换器驱动电机,利用它与处理器、电机和测角电路构成一个完整的运动控制系统。使用本发明技术方案带来的有益效果是:旋转机构控制电路实现了对旋转机构的旋转速度与位置控制功能,具备上电自检和工作过程中进行巡检的功能,克服了电磁兼容性和功耗问题,对旋转机构的运动特性有明显改善。
附图说明
图1为旋转机构控制电路的组成框图。
图中:电源滤波与调整模块1、中央处理器模块2、控制模块3、电机接口4、计算机串口通讯模块5、光码盘串口通讯模块6、时钟7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明一种单轴旋转机构控制电路,包括电源滤波与调整模块1、中央处理器模块2、控制模块3、电机接口4、计算机串口通讯模块5、光码盘串口通讯模块6、时钟7;
其中:
(1)电源滤波与调整模块1提供电源并进行电源调整,以满足中央处理器模块2、电机控制模块3、计算机串口通讯模块5、光码盘串口通讯模块6的电源要求;
时钟7选用高精度晶体振荡器,为中央处理器模块2提供时钟源基准;
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