一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107526289A(43)申请公布日2017.12.29(21)申请号201610449715.4(22)申请日2016.06.21(71)申请人李福霞地址110179辽宁省沈阳市浑南新区白塔街34甲号3门(72)发明人李福霞(51)Int.Cl.G05B9/03(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统(57)摘要一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，采用了差动周转轮系运动合成方式，有效地解决了负载不均衡时带来的力纷争问题。使舵机控制系统的可靠性提高。2个余度通道电气部分完全相同，都能独立完成控制任务，实现了完全电气余度，其中一个通道中的任何部件发生故障，舵机系统仍能正常运行。采用了可靠性和实时性高的CAN通讯方式，使两余度间的切换迅速、准确。该双余度控制系统控制精确，余度可靠。CN107526289ACN107526289A权利要求书1/1页1.一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述控制系统的上位机通过CAN通信向通道1和通道2发布控制指令，通道1和通道2之间也可通过CAN通信交互信息，通道1和通道2通过差动周转轮系把电机1和电机2的机械运动合成为输出轴的运动，再通过直线作动器把旋转运动转变为直线运动，从而带动舵面旋转。2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述舵机控制系统中的控制器是完成舵机运动控制的主体，主要负责和上位机的信息交互，电机的控制和驱动，余度的调度管理和故障的诊断和分类等功能，控制系统中的两个通道中的控制器功能相同，在硬件和软件配置上也完全一致。3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述控制器的硬件电路主要由MCU、电机控制和驱动电路、CAN接口电路、刹车电路、位置检测电路和过流检测电路等模块组成。4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述控制系统的MCU选用FreescaleSemiconductor的高性能16位MC9S12DG256微处理器，它集成了PWM、串行通信接口、A/D转换器、串行设备接口和CAN接口等各种外设资源。5.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述MC9S12DG256微控制器芯片内部集成了CAN控制器，要完成通信功能，在硬件电路上只需要加上CAN驱动器PCA82C250和光电藕合器bN137，另外，抑制反射的120SZ的终端匹配电阻还应接在总线的两端，以提高通讯的抗干扰能力和可靠性。6.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述控制器软件在CodeWarrior集成开发环境下开发，控制器软件采用模块化设计，主要包括主程序、初始化模块、运动控制模块和通讯模块。7.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述初始化模块主要包括对通讯参数的初始化和对LM629的初始化，通讯参数初始化主要是对MSCAN模块的与通讯初始化相关的寄存器进行设置，如对MSCAN中的CAN1的初始化包括对寄存器CANIBTRO、CAN1BTRl、CANICTLI、CAN1IDAC、CANIIDAR、CANIIDMR等寄存器进行设置。8.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，其特征是：所述运动控制模块主要是由MCU通过对LM629的控制来实现电机控制功能，首先进行初始化操作，然后依次传送PID参数和运动轨迹参数，最后发送运动命令，电机开始运动，在这一过程中一直读LM629状态字，检测其是否已经完成运动轨迹，当运动轨迹完成后，等待新的运动命令。2CN107526289A说明书1/4页一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统所属技术领域[0001]本发明涉及一种基于CAN总线的两余度舵机控制系统，适用于机械领域。背景技术[0002]舵机作为飞行器上的关键执行机构，一旦出现故障就会威胁飞行器的飞行安全，舵机的性能和可靠性直接影响飞行器的安全可靠性。较先进的飞行器大都采用了以伺服电动机为驱动动力的电动舵机。要提高舵机的可靠性，仅靠采用提高各控制元件和电机的性能和可靠性的方法，在当时的技术发展水平下，效果并不明显，而成本却成倍地增加。采用余度技术，能够使用成本和可靠性相对较低的元器件组成可靠性高的系统。因此，在飞行器舵机控制系统中应用余度技术是提高飞行器任务可靠性与安全可靠性的有效途径。无刷直流电动机综合了直流电机和交流电机的优点，结构简单、运行可靠、效率高、调速性能好，采用无刷直流电动机作为电动舵机的驱动动力，能进一步提高飞行器的操控性能。CA