基于Elmo数字伺服控制器的机载吊舱陀螺稳定平台设计_亚博app官网首页

来源:亚博app官网作者:亚博app官网 日期:2021-12-15 浏览:
本文摘要:在民用市场,国内现有的机载吊舱陀螺平稳系统大多使用仿真控制器控制器,不存在多方面的缺失,比如:体积大,轻巧,更容易产生飘移,容易调整,控制器掌控效果很差,无法构建数字通信等,因此无法使用诸如FPGA这样的芯片去处置运动信号,出了性能无法提高的瓶颈,无法很好地符合市场需求。 Elmo公司的Whistle系列数字控制器控制器,体积小、轻巧、获取数字输出与输入模块,获取RS232与CAN总线2种通信方式,可编程。

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在民用市场,国内现有的机载吊舱陀螺平稳系统大多使用仿真控制器控制器,不存在多方面的缺失,比如:体积大,轻巧,更容易产生飘移,容易调整,控制器掌控效果很差,无法构建数字通信等,因此无法使用诸如FPGA这样的芯片去处置运动信号,出了性能无法提高的瓶颈,无法很好地符合市场需求。  Elmo公司的Whistle系列数字控制器控制器,体积小、轻巧、获取数字输出与输入模块,获取RS232与CAN总线2种通信方式,可编程。使用ElmoWhistle数字控制器控制器,通过编程,仅有须要设计比较非常简单的一部分外围电路,就能构建很简单的功能,反映出有很大的优越性。

但目前国内应用于这一控制器来构建机载吊舱陀螺平稳平台的厂家较为较少,因此可以糅合的经验十分受限。本文通过细心钻研Elmo涉及文档,设计出有了合乎性能指标的机载陀螺平稳平台。  1吊舱及陀螺平稳平台  吊舱是指挂在运动载体(如飞机、船舶)外的舱体有效载荷容器装置。

它的起到主要是隔绝载机的姿态变化和机械振动对光电传感器指向的影响。吊舱系统由陀螺平稳平台控制器平台、电视追踪系统、座舱表明和控制系统、红外测量系统、激光测距仪和GPS定坐落于测距数据链系统、数据采集和记录系统、吊舱的环控系统等7部分构成。  陀螺平稳平台系统主要用作平稳机载吊舱上TV和红外摄像机的视轴平稳,避免直升飞机飞行中过程中由于摆动带给的阻碍力矩。

这里设计的平台归属于二轴四框架系统,分成方位轴和转动轴。在每一个轴上加装一个单维度的光纤陀螺,用来感应器阻碍力矩。

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陀螺输入信号经过缩放滤波后,送往Elmo控制器控制器,由控制器智能处置陀螺信号。信号处理完之后,由控制器的输入部分,驱动直流伺服电机,构建整个系统的平稳。  2平稳平台设计  2.1系统总体设计框图  此文设计的陀螺平稳平台主要是要确保各个光传感器的视轴平稳。融合整个吊舱系统,主要是构建以下6个功能:  1)现吊舱的平稳掌控;2)构建吊舱的运动控制;3)限位信号输出;4)错误命令电路;5)LOCK电路;6)串口通信。

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  图l为系统总体设计框图。    2.2硬件电路设计  2.2.1陀螺信号处理电路  由于俄罗斯的FizoptikaVG94l-3AS光纤陀螺输入信号十分黯淡,输入比例因子只有3.3mV/deg/s。对于这么黯淡的信号,必需要再行展开小信号的缩放电路处置,才能传输到Elmo控制器控制器,展开下一步的处置。

这里要解释的一点是,并没对陀螺输入信号展开滤波处置,原因在于Elmo控制器掌控内部早已有了数字滤波电路,可以在调试时展开涉及设置,以超过滤波目的。  Elmo数字控制器控制器原本有2个仿真输出口的,可必要将光纤陀螺的输入信号终端数字控制器控制器,但由于陀螺的随机飘移大,基本无规律可以遵循,每次开机,给陀螺供电时,陀螺的随机输入是不一样的。所以,不应设计陀螺信号处理电路,一方面可以将陀螺的输入信号按一定比例的缩放,然后输出到Elmo数字控制器掌控中,增加程序中的比例因子,进而增加Elmo数字控制器控制器内部的噪声对整个系统的影响,另一方面通过外接一只固定式电阻,构建每次开机的飘移量补偿,从而使吊舱维持稳定状态。  FizoptikaVG941-3A光纤陀螺在载体惯性时,输入电压为2.5V。

因此要确保载体惯性时,输出到Elmo数字控制器掌控仿真输出口的电压为0V,必需用一个精准电压芯片产生2.5V的电压,通过放大器4558构建一个除法电路。在该除法电路中,用REF02CZ产生5V的电压,然后通过电阻分力获得2.5V基准电压。图2为陀螺信号处理电路(除法电路)原理图。

    2.2.2电源电路设计  这里的电源电路设计主要的目的是给各芯片获取基准电压。


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