[实用新型]一种高集成度四路位置伺服控制装置

说明书

本实用新型属于航天系统技术领域，具体涉及一种高集成度四路位置伺服控制装置。DSP、若干伺服控制电路，伺服控制电路并联，且均接收PWM信号并将处理后信号传输至传输至DSP。在不增加FPGA或CPLD等复杂数字逻辑芯片的前提下，伺服控制驱动器控制的通道数可达四路。由于不涉及复杂数字逻辑芯片，在硬件电路设计时减少了复杂数字逻辑芯片及其外围电路，因此降低了硬件设计复杂度。

技术领域

本发明属于航天系统技术领域，具体涉及一种高集成度四路位置伺服控制装置。

背景技术

当前大功率、高精度航天伺服控制通常采用永磁同步电机作为机电作动器能源，电机正反转通过丝杠转换为机电作动器的伸缩量，从而实现位置伺服。伺服控制驱动器控制永磁同步电机，同时采集机电作动器位置传感器的电信号，接收位置指令，实现位置伺服控制。伺服控制驱动器的控制核心为DSP。

现有的伺服控制驱动器通常以一只DSP作为控制核心，在不使用FPGA或 CPLD等复杂数字逻辑芯片扩充控制逻辑的前提下，一台控制驱动器最多可同时控制两台基于永磁同步电机的机电作动器。若使用复杂数字逻辑芯片扩充控制逻辑后，单台控制驱动器最多控制四台基于永磁同步电机的机电作动器。

因此现有控制基于永磁同步电机的机电作动器的伺服控制驱动器存在以下不足：

1.在不使用复杂数字逻辑芯片扩充控制逻辑时，控制的机电作动器最多仅为两路。

2.在控制机电作动器的路数为四路时，需要增加复杂数字逻辑芯片及其内部控制软件，增加了伺服控制驱动器的设计复杂度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种一种高集成度四路位置伺服控制装置，在该装置工作时，可以实现使用单片DSP控制四路基于永磁同步电机的机电作动器，以降低原多路伺服控制驱动的设计复杂度。

为解决上述技术问题，本发明一种高集成度四路位置伺服控制装置，DSP、若干伺服控制电路，伺服控制电路并联，且均接收PWM信号并将处理后信号传输至传输至DSP；伺服控制电路包括控制回路、作动器、反馈回路，DSP以并行总线的形式连接至控制回路，控制回路接收DSP13发送的PWM信号，将该信号放大、隔离并提高输出能力，控制回路以导线形式连接至作动器的输入端；作动器分别将电机转子位置信号、电机相电流信号和位移传感器输出信号以导线形式输出至反馈回路，反馈回路分别将以上3种信号转换完成后，将电机相电流信号和位移传感器输出信号以可供DSP片内AD接收的模拟量形式输出至 DSP的片内AD端口，电机转子位置信号通过SPI总线方式传输至DSP的配置成SPI总线的GPIO，以供DSP以SPI总线形式读取。

控制回路包括放大电路、隔离电路、功率驱动电路、隔离电路电源、动力电源，DSP以并行总线的形式连接至放大电路的输入管脚，放大电路的输出管脚通过导线连接至隔离电路的输入管脚，隔离电路通过光耦PC817隔离放大电路的输出信号，隔离电路电源将一次电源转换成供光耦副边和功率驱动电路工作的二次电源；隔离电路电源以导线形式连接至功率驱动电路；功率驱动电路接收隔离电路的输出信号，并将动力电源斩波，将最初的PWM波转换成功率信号，最终以导线形式连接至作动器。

反馈回路包括电机转子位置解算电路、电流传感器信号转换电路、位置传感器信号转换电路电流传感器信号转换电路通过导线连接作动器的永磁同步电机的相电流端子，采集该电流信号，并将该信号转换至电压信号，以导线形式连接至DSP片内AD；位置传感器信号转换电路通过导线连接作动器的线位移传感器信号输出端，并将该信号至电压信号，以导线形式连接至DSP13片内AD；电机转子位置解算电路通过导线连接作动器的永磁同步电机的转子位置采集传感器输出端，采集电机的转子位置，并将其转换为数字量，通过SPI串行总线传输至DSP配置成SPI总线的GPIO，以供DSP以SPI总线形式读取。