[发明专利]基于MIL-STD-1553B总线协议的伺服控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于MIL-STD-1553B总线协议的伺服控制系统，其特征在于，包括PC端上位机(1)，通讯控制器(2)，配电器(5)，电液伺服运转机构(3)以及电缆网(4)；

所述通讯控制器(2)基于FPGA主芯片(6)，所述通讯控制器(2)与PC端上位机(1)通过RS422异步串行通讯完成数据通信，通讯控制器(2)与电液伺服运转机构(3)通过MIL-STD-1553B总线完成数据通信；所述电液伺服运转机构(3)包括位移反馈传感器(11)，实现闭环控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PC端上位机基于C++语言编写，可完成对当前电液伺服运转机构运转状态的评测，以及下一步控制指令的发送。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述通讯控制器(2)还包括Flash存储模块(8)和1553B通讯BC端(9)；

通讯控制器中的FPGA主芯片(6)负责解算PC端上位机(1)发送过来的指令，再基于MIL-STD-1553B总线协议，将指令发送给电液伺服运转机构(3)；另外用于接收来自电液伺服运转机构(3)的运动反馈信号，并转发给PC端上位机(1)，方便PC端上位机(1)进行机构运转状态评测以及下一步运动指令的发送；用于将来自电液伺服运转机构(3)的运动反馈信号存储至Flash存储模块(8)中；用于控制配电器(5)对系统各个用电器的上电断电；

所述Flash存储模块(8)用于实时的将电液伺服运转机构(3)的信息进行存储；

所述1553B通讯BC端(9)是MIL-STD-1553B总线中的控制端，用于以1553B总线协议的方式来完成与电液伺服运转机构(3)的数据交互。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的电液伺服运转机构(3)还包括1553B通讯RT端(9)和伺服运作器(10)；

所述1553B通讯RT端(9)是MIL-STD-1553B总线的接收端，用于负责接收通讯控制器(2)发送的指令，通过D/A转换，将指令数据转换成伺服机构阀电流控制信号传递给伺服运作器(10)，用于负责接收伺服运作器(10)的运动反馈信号，通过A/D转换后将数据发送给通讯控制器(2)；

所述的伺服运作器(10)在接收到1553B通讯RT端(9)转换后的伺服机构阀电流控制信号，根据电流的大小来执行相应的运动；

所述的位移反馈传感器(11)负责在伺服运作器(10)运动时，实时的记录伺服运作器(10)的运动数据，并且反馈给1553B通讯BC端(7)；1553B通讯BC端(7)再将数据反馈给PC端上位机(1)，使得基于MIL-STD-1553B总线通讯的伺服控制系统形成一个闭环控制系统。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的配电器(5)用于为通讯控制器(2)提供5V电源，为1553B通讯RT端(9)提供28V电源，为伺服运作器(10)提供56V电源；

所述配电器(5)在系统上电工作时，先对通讯控制器(2)供电，在通讯控制器(2)完成自检后，再根据相应的指令通过控制继电器的开关完成对通讯接收模块以及伺服运作器(10)的供电。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电缆网用于实现控制系统各设备间供电以及信号的传输；为设备和“地”之间建立低阻抗传导通路。

7.一种采用权利要求6所述的系统进行伺服控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：实际系统开始工作时，通讯控制器(2)先上电自检，自检确认无问题后，通讯控制器(2)开始等待PC端上位机(1)指令；

步骤(2)：PC端上位机指令到来时，先对指令进行判断，如若不是配电指令，则继续等待；若是配电指令，则通讯控制器(2)将对配电器发送相关指令，控制配电器(2)内部继电器的开关与闭合，从而执行电液伺服运转机构(3)的上电或断电操作；

步骤(3)：执行完配电指令后，通讯控制器(2)继续等待PC端上位机(1)指令，指令到来时，对指令进行相关判断，如不是1553B指令，则继续等待；如是1553B指令，则通讯控制器(2)会依据PC端上位机(1)发送的相关信息生成1553B协议姿态控制指令，再通过通讯控制器(2)内部的1553B总线BC端(7)将1553B协议姿态控制指令传输至1553B总线RT端(9)，1553B总线RT端(9)依据此指令转换成伺服机构电流阀控制信号传输给伺服运作器(10)，伺服运作器(10)会根据伺服机构电流阀控制信号执行不同的动作。

步骤(4)：位移反馈传感器(11)在伺服运作器(10)运动时，会及时的将位移反馈信息反馈给1553B总线RT端(9)，1553B总线RT端(9)再将数据回传到1553B总线BC端(7)；

步骤(5)：1553B总线BC端(7)收到位移反馈信息后，将位移反馈信息保存至Flash存储模块(8)的同时，将位移反馈信息发送给PC端上位机(1)，PC端上位机(1)进行信息对比，姿态解算，从而发出下一步的操作指令，再发送给通讯控制器(2)执行下一步的运动控制，形成闭环控制。