[发明专利]一种用于三自惯组产品的高可靠锁紧控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种用于三自惯组产品的高可靠锁紧控制方法及控制系统，其中锁紧控制方法包括：位置传感器实时监测三自惯组产品锁紧机构的锁紧位置并将实时锁紧位置信息f输出至位置检测电路；位置检测电路将信号f转换为数字信号b输出至步进电机控制器；步进电机控制器根据指令信号a和数字信号b，基于设定的控制策略，输出方向信号c、使能信号d和速度脉冲信号e至驱动电路；驱动电路根据信号c、d和e产生电流并输入到步进电机，步进电机带动锁紧机构运动，锁紧机构实现解锁或锁紧功能。本发明提高了锁紧控制精度，保证三自惯组产品处于完全解锁或锁紧状态，同时解决锁紧机构卡死、步进电机失步的问题，提高了锁紧控制的可靠性。

技术领域

本发明属于三自惯组产品锁紧机构控制领域，特别涉及一种用于三自惯组产品的高可靠锁紧控制方法及控制系统。

背景技术

三自惯组在实现常规捷联惯组的功能基础上，自带转位机构、锁紧机构和高速数字处理电路，接收飞控机或测发控设备的控制指令，实现捷联惯组在线自标定、自对准、自检测功能，为减小部队使用维护难度，提高部队机动作战能力提供了有力的保障。

锁紧控制系统在导弹系统的三自惯组产品中必不可少。目前，应用于三自惯组产品的锁紧控制系统，一般包括步进电机控制器、驱动电路和行程开关检测电路，其中步进电机控制器的第一输入端为指令信号输入端，步进电机控制器的第二输入端为行程开关检测电路信号输入端，步进电机控制器的输出端与驱动电路的输入端电连接，驱动电路的输出端与步进电机相连用于驱动步进电机转动。

三自惯组产品在锁紧、解锁的过程中，由于行程开关只能提供锁紧到位、解锁到位两种信息，且位置检测误差范围大，导致锁紧控制系统出现运行不到位问题，或过运行发生堵转造成机构卡死问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种用于三自惯组产品的高可靠锁紧控制方法及控制系统，提高了锁紧控制精度，保证三自惯组产品处于完全解锁或锁紧状态，同时解决锁紧机构卡死、步进电机失步的问题，提高了锁紧控制的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于三自惯组产品的高可靠锁紧控制方法，其特点是包括以下步骤：

步骤1，位置传感器实时监测三自惯组产品锁紧机构的锁紧位置并将实时锁紧位置信息f输出至位置检测电路；位置检测电路将信号f转换为数字信号b输出至步进电机控制器；由于使用位置传感器监测位置信息，因而可以控制锁紧机构精确地停留在任意位置，满足不同使用需求。

步骤2，步进电机控制器根据指令信号a和数字信号b，基于设定的控制策略，输出方向信号c、使能信号d和速度脉冲信号e至驱动电路；

步骤3，驱动电路根据输出方向信号c、使能信号d和速度脉冲信号e产生电流并输入到步进电机，步进电机带动锁紧机构运动，锁紧机构实现解锁或锁紧功能。

作为一种优选方式，所述步骤2中的控制策略包括：启动时，采用最大电流和最低设计速度，步进电机将以最大力矩带动锁紧机构运动；控制锁紧机构运动时，采用先加速、中间匀速、最后减速的方式运行。

为了保证锁紧机构不卡死、步进电机运行不失步，本发明通过采用一种变电流、加减速的控制策略，实现大力矩启动、小力矩停止。

作为一种优选方式，加减速阶段若速度变化过大则可能发生步进电机失步，一旦发生失步步进电机将停止转动。为了避免失步，采用S形曲线三角函数加减速策略，加速阶段分为先加加速、中间匀加速、最后减加速三个部分；减速阶段分为先加减速、中间匀减速、最后减减速三个部分。这样在加减速阶段速度变化速率逐渐增加，然后逐渐减小，每次速度变化不会过大。

进一步地，为保证锁紧机构锁紧和解锁可靠，在运动到设定位置后还需要继续前进一小段距离，此时可能会发生堵转。为了避免过分堵转，在锁紧机构运动到设定位置后，减小电流同时以最低设计速度运行最后一段距离，以较小力矩停止运行。