某电动舵机控制器及测试系统设计

admin · 发表于 2022-8-14 13:21:05

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雅宝题库解析：
舵机作为导弹飞行控制系统的执行机构，它通过舵面调整导弹的飞行姿态和轨迹。本文针对某型导弹的电动舵机，设计了一套全数字式电动舵机控制器硬件平台，实现了对4路舵机的集中控制；并研制了配套的测试系统，完成了对舵机伺服系统的性能测试。具体研究内容如下：1）分析了电动舵机伺服系统的基本结构（BLDCM+减速器+控制器）和工作原理，针对其特点和指标要求，提出了控制策略；并介绍了其测试系统的结构和原理。2）建立了电动舵机伺服系统的数学模型，包括BLDCM、减速器、位置检测、驱动和负载环节。在Matlab中进行仿真，验证了控制策略的正确性；并分析了负载、给定信号、间隙和摩擦的影响，为舵机控制软件的设计与调试，提供了依据。3）按照模块化思想设计了全数字式电动舵机控制器，包括核心、驱动和电源模块。核心模块以DSP和FPGA为核心，完成了4路舵机的PWM信号输出，HALL信号、位置信号和电流信号的采集，以及与测试系统的通讯（CAN2.0B）；在其基础上设计舵机控制软件，实现了伺服控制功能。分别设计了基于MOSFET和IPM的两种驱动模块，为研究功率驱动环节对舵机伺服系统的影响，提供了可能。4）依据舵机伺服系统的需求，研制了基于CAN2.0B和1553B总线的舵机测试系统，它由主机和从机两部分组成。从机通过硬件电路，实现了信号调理（隔离、滤波等）和异常保护等功能；主机通过板卡和测试软件，实现了与舵机伺服系统的通讯、信号采集、数据处理和离线分析等功能。5）建立了电动舵机系统的实验平台。首先，通过1553B总线对某电动舵机伺服系统进行正弦和方波给定信号的加载实验，并采集现场信号，验证了测试系统的功能和可靠性。其次，实测了本文舵机控制器的接口信号。最后，将测试系统与本文舵机控制器相连（CAN2.0B），在正弦和方波给定信号下，检测了控制器的性能，验证了控制器（硬件）设计的正确性和可靠性。

某电动舵机控制器及测试系统设计

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