数字式双余度电动舵机伺服放大器研究

本论文来源于横向课题——飞控系统数字式双余度电动舵机伺服放大器研究,旨在研究针对舵机用的双余度无刷直流电机的数字式伺服放大器,用于取代目前航空上舵机用双余度有刷直流电机数字伺服放大器和无刷直流电机模拟伺服放大器。 论文介绍了选题背景和意义以及电动舵机伺服放大器的现状和发展前景。针对舵机用双余度稀土永磁无刷直流电机数字式伺服放大器提出了一套以DSP芯片TMS320F240为控制核心的总体设计方案,并介绍了电动舵机和双余度电机的结构及原理。在介绍稀土永磁无刷直流电机单余度和双余度数学模型的基础上,根据无刷直流电机的状态方程,在Matlab6.5下建立了无刷直流电机动态数学模型并进行了仿真,给出了仿真结果,同时对部分系统故障如逆变器故障、绕组故障和HALL位置传感器故障进行了一定的理论分析。根据系统方案,完成了系统的硬件设计与软件设计,实现了位置伺服系统的数字化控制,解决了双余度电流均衡问题,使系统具备了一定的余度管理功能和容错能力。同时为了系统调试的方便,采用C++Builder编写了基于PC机的上位机程序,通过串口通讯,实现了对电机多种运动模式的控制及实时图形显示下位机反馈的各种电机参数。最后完成了原理样机的研制,并在样机上进行一系列的实验,给出了实验结果与分析。实验表明,所研制的原理样机,已经具备了数字式双余度电动舵机伺服放大器的雏形,所研究的成果对后续的研究具有十分重要的参考价值。