[发明专利]一种基于485总线的两轴四框架吊舱控制系统

说明书

一种基于485总线的两轴四框架吊舱控制系统，包括航向外框架、航向内框架、俯仰外框架、俯仰内框架，4个电机，4个电机控制器，2个陀螺、两个角度传感器；四个框架上每个框架均安装一只电机用来带动框架转动；每只电机旁边放置一个电机控制器，每个电机控制器均由一片单片机和一片电机驱动芯片构成；航向外框和俯仰外框上各安装一只步进电机和一个角度传感器，使用角度传感器测量框架转动角度，构成角位置闭环回路；航向内框和俯仰内框上各安装一只直流力矩电机和一个陀螺，使用陀螺敏感惯性空间的角速度，构成角速度闭环回路；4个框架上的4个电机控制器通过两根485总线连接在一起，所有数据的交互均通过这两根485总线完成。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，涉及电机驱动、吊舱、陀螺稳定平台、485串行数据总线，具体涉及一种基于485总线的两轴四框架吊舱控制系统。

背景技术

两轴四框架吊舱是一种高性能的具有陀螺稳定平台的吊舱产品，通常由航向、俯仰两个轴组成，每个轴又有两个相互嵌套的框架。四个框架一般用航向内框架、航向外框架、俯仰内框架、俯仰外框架来区分，需要四个电机才能完成控制。该型吊舱能够提供极高的目标指示精度。但是在高性能的同时，该产品具有结构复杂，空间紧张的缺点，电路布局和走线非常困难，框架间过多的走线甚至会导致框架转动困难，需要尽可能减小电路尺寸并减少框架之间引线数量。

发明内容

为解决两轴四框架吊舱由于结构复杂，空间紧张导致的电路布局困难和走线困难问题，本发明专利提出一种基于485总线的两轴四框架吊舱电机控制系统，该系统采用分布式构架，将4个电机的控制拆分成4个独立电机控制器分散布置在各个框架上，使用2根485总线连接4路电机控制器完成电机驱动。

本发明采用的技术方案是：

一种基于485总线的两轴四框架吊舱控制系统，包括航向外框架、航向内框架、俯仰外框架、俯仰内框架，4个电机，4个电机控制器，2个陀螺、两个角度传感器；四个框架上每个框架均安装一只电机用来带动框架转动；每只电机旁边放置一个电机控制器，每个电机控制器均由一片单片机和一片电机驱动芯片构成；航向外框架和俯仰外框架上各安装一只步进电机和一个角度传感器，使用角度传感器测量框架转动角度，构成角位置闭环回路；航向内框架和俯仰内框架上各安装一只直流力矩电机和一个陀螺，使用陀螺敏感惯性空间的角速度，构成角速度闭环回路；4个框架上的4个电机控制器通过两根485总线连接在一起，所有数据的交互均通过这两根485总线完成。

外部控制主机向航向外框架、俯仰外框架发送角度定位指令，航向外框架、俯仰外框架控制器接到指令后驱动本框架上的电机，电机带动框架转动到指定角度，同时通过485总线向外部控制主机反馈本框架上的角度传感器测得的框架角度；外部控制主机向航向内框架、俯仰内框架发送角速度指令，航向内框架、俯仰内框架控制器接到指令后驱动本框架上的电机转动，电机带动框架转动到指定角速度，同时通过485总线向外部控制主机反馈本框架上的陀螺测得的框架角速度。

本发明提出一种基于485总线的两轴四框架吊舱电机控制系统，该系统采用分布式构架，将4个电机的控制拆分成4个独立电机控制器分散布置在各个框架上，避免了一块电路板尺寸过大无法安装的问题，具有电路板尺寸小，布局方便的优点，非常适合两轴四框架吊舱使用；同时分布式布局使得角度传感器、陀螺、电机的引线只需就近连接在该框架的控制器上即可，而不需要从框架中穿出，大大缩减了引线数量。采用485总线连接4路电机控制器完成电机驱动，只使用2根数据线即可完成数据交互，同时相较于CAN总线，485总线具有更强的抗干扰能力和更快的传输速率。根据四个框架的特点及功能，外框架和内框架分别选用了不同的电机方案，不需要外框架编码器，进一步节省了空间及成本。

附图说明

图1为本发明系统组面框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。