[发明专利]一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器

说明书

一种FC‑AE‑1553光纤总线通信伺服控制器，包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、二次电源变换单元、ONU光电转换器单元。与原有基于MIL‑STD‑1553B总线伺服控制器相比，该伺服控制器不仅具备原伺服控制器方案电机电流、转速、作动器位移采集及信号处理与闭环运算控制、反馈伺服状态信息给控制系统功能，同时该伺服控制器可以外接光纤总线实现基于FC‑AE‑1553协议的光纤通信，该总线通信速率由MIL‑STD‑1553B协议的1M bps提高2000倍至2Gbps，大大提高通信带宽，同时总线通信传输由电信号变为光信号，提高了总线通信的抗电磁干扰性能、减轻了总线传输电缆重量。

技术领域

本发明涉及伺服控制和通信领域，具体涉及一种伺服控制器。

背景技术

伺服控制器可应用于火箭机电伺服系统中。在火箭机电伺服系统中伺服控制器的作用为：控制伺服驱动器驱动作动器按控制系统下发的伺服指令动作，完成火箭喷管的姿态调节，同时反馈伺服状态信息至控制系统供控制系统对正常伺服运行状态进行监控和评估。现有的伺服控制器总线通信普遍采用MIL-STD-1553B协议，其存在以下缺点：

1、通信速率为1M bps，在每个伺服闭环周期内伺服系统只能反馈有限的伺服状态信息给控制系统，使得控制系统评估伺服运行状态运行情况有限，当伺服系统出现故障时也无法通过控制系统监控数据快速定位伺服故障点。上述情况在多通道集成伺服系统时由于通道数增加，伺服状态信息成倍增加，该缺点尤为明显，其中多通道伺服系统指一台伺服控制器控制多台作动器动作的伺服系统。

2、MIL-STD-1553B通信总线上传输的为电信号，大功率机电伺服系统电磁环境复杂，总线上通信信号可受电磁干扰。

3、MIL-STD-1553B总线通信介质为铜缆，电缆重量相对较重。对于火箭应用领域，众多设备配套的通信电缆增加了火箭的载重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为克服现有MIL-STD-1553B通信速率低、通信信号可受电磁干扰、及线缆重量相对较重的不足，提出一种基于DSP与FGPA的FC-AE-1553光线总线伺服控制器，不仅具备原伺服控制器方案电机电流、转速、作动器位移采集及信号处理与闭环运算控制、反馈伺服状态信息给控制系统功能，同时可以外接光纤总线实现基于FC-AE-1553协议的光纤通信。

本发明所采用的技术方案为：

一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器，包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、ONU光电转换器单元；

ONU光电转换器单元将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为伺服指令差分接口电信号传送至1553协议处理单元；ONU光电转换器单元接收1553协议处理单元发送的伺服状态差分接口电信号，并转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统；

1553协议处理单元将ONU光电转换器单元发送的伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号发送至FPGA单元；1553协议处理单元接收到FPGA单元发送的伺服状态CNI接口电信号，并处理为伺服状态差分接口电信号后，传递至ONU光电转换器单元；1553协议处理单元接收FPGA单元SPI接口发送的配置信息对自身状态寄存器进行配置；

FPGA单元接收1553协议处理单元发送的伺服指令CNI接口电信号，进行协议转换后生成伺服指令XINTF接口电信号，发送至DSP单元；FPGA单元接收DSP单元发送的伺服状态XINTF接口电信号，经过协议转换后生成伺服状态CNI接口电信号，发送至1553协议处理单元；FPGA单元通过SPI接口发送配置信息对1553协议处理单元寄存器进行配置；