[发明专利]一种稳定平台伺服控制系统

权利要求书

1.一种稳定平台伺服控制系统，包括DC/DC、方位轴伺服单元和俯仰轴伺服单元；方位轴伺服单元包括设置在方位轴上的方位电机、方位光纤陀螺、设置在方位电机输出轴上的方位编码器以及方位轴控制组件；俯仰轴伺服单元包括设置在俯仰轴上的俯仰电机、俯仰光纤陀螺、设置在俯仰电机输出轴上的俯仰编码器以及俯仰轴控制组件；其特征在于：

所述方位轴控制组件包括FPGA、DSP、三相桥、PWM驱动电路、电流采集电路、AD转换电路及通信电路；

所述FPGA分别与方位编码器、方位光纤陀螺、AD转换电路及通信电路连接，用于实现方位轴的角度采集、速度采集及相电流采集，将采集信号送入DSP，以及实现多路数据通信；

所述DSP分别与FPGA及PWM驱动电路及外部POS系统的反馈位置信号相连，用于实现SVPWM控制算法或SPWM控制算法，以及方位轴的电流、速度和位置三闭环控制算法，并生成PWM脉冲送入PWM驱动电路；DSP包括位置环控制器、速度环控制器、电流环控制器以及PWM发生器；

所述位置环控制器，用于对方位轴的位置偏差进行跟踪控制，所述位置偏差是通过方位轴位置信号与外部POS系统的反馈位置信号进行减法运算获得；

所述速度环控制器，用于对方位轴的速度偏差进行跟踪控制，所述速度偏差是通过位置环控制器输出的速度信号，与方位光纤陀螺输出的速度信号经速度解算后的信号，进行减法运算后获得；

所述电流环控制器，包括q轴电流控制器、d轴电流控制器、对方位电机相电流进行依次变换的Clark变换模块、Park变换模块及Park逆变换模块；采用所述方位编码器输出的方位电机的电角度对Park变换和Park逆变换进行调制；

所述Park变换模块输出直轴电流分量和交轴电流分量 ；所述交轴电流分量 和速度环控制器输出的速度信号进行减运算后送入q轴电流控制器；所述直轴电流分量 和外部零电流信号进行减运算后送入d轴电流控制器；所述q轴电流控制器输出的q轴相电压分量 和d轴电流控制器输出的d轴相电压分量 分别送入Park逆变换电路进行Park逆变换，得到 坐标系下电压矢量 和 ；

所述PWM发生器为SVPWM发生器或SPWM发生器，用于把电流环控制器得到的电压矢量 和 转化为PWM脉冲信号；

所述PWM驱动电路的输出端与三相桥连接，用于将DSP输出的PWM脉冲信号转换为驱动三相桥工作的PWM驱动信号；

所述三相桥用于驱动方位电机运行；

所述电流采集电路的输入端与三相桥连接，用于采集三相桥的2相电流，并将2相电流送入AD转换电路；所述AD转换电路用于将接收的2相电流进行数字转换，并将转换后的数字信号送入FPGA；

所述俯仰轴控制组件与方位轴控制组件结构完全相同。

2.如权利要求1所述的一种稳定平台伺服控制系统，其特征在于：

所述DSP还包括数字陷波器，所述数字陷波器设置在方位轴和俯仰轴的速度环控制器输出端。

3.如权利要求1或2所述的一种稳定平台伺服控制系统，其特征在于：

所述DC/DC用于将外部28V电源转换为5V和±15V，提供给方位轴伺服单元和俯仰轴伺服单元供电；其中，5V给DSP、FPGA、AD及方位编码器和俯仰编码器读数头供电，±15V给电流采集电路供电；

外部28V还作为方位电机和俯仰电机的母线电压；

所述5V通过LDO产生DSP和FPGA运行所需的3.3V、2.5V、1.8V及1.2V电压。

4.如权利要求3所述的一种稳定平台伺服控制系统，其特征在于：所述电流采集电路包括电流取样电路、差分放大电路及低通滤波电路；所述电流取样电路采用电阻取样。