[发明专利]一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统及方法

说明书

一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统，包括数据接口、软件接口、硬件接口和作动器接口；所述数据接口与机电管理计算机连接；所述软件接口与所述数据接口连接；所述硬件接口与作动器接口连接；所述作动器接口与负载连接。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统及方法。

背景技术

飞机环境控制系统和燃油热管理系统中包括大量由电机拖动的阀门，用于实现环境控制和热能管理。传统电动阀门采用普通有刷直流电机作为驱动，该类电机存在寿命短、控制精度低的缺点，限制了阀门的高精度闭环应用。新一代电动阀门采用无刷电机作为驱动，虽解决了寿命短的问题，但无刷电机在低速时控制精度不高，无法实现精确角度调节。根据飞机对成品可靠性、启闭角度可控性及环境要求的不断提高，目前生产的电动阀门很难满足飞机的新要求，为此新一代飞机采用步进电机作为阀门的驱动源，提高产品的可靠性及耐环境要求。

步进电机是一种可实现角度控制的开环伺服电机，通过控制器的配合，实现阀门角度调节，其本质为一种将电脉冲信号转化为相应角位移的执行机构。传统步进电机控制系统一般采用开环位置控制，其控制精度和效率低，易发生启动振动失步及停止过冲的现象，降低了系统运行可靠性和定位精度，限制了步进电机应用领域。

发明内容

本发明目的：提出一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统及方法，解决产品的可靠性和耐环境要求。

一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统，包括数据接口、软件接口、硬件接口和作动器接口；所述数据接口与机电管理计算机连接；所述软件接口与所述数据接口连接；所述硬件接口与作动器接口连接；所述作动器接口与负载连接。

所述一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统，所述数据接口采用高速串行通讯总线与机电管理计算机连接，所述高速串行通讯总线采用IEEE-1394B；所述数据接口接收机电管理计算机控制指令，并将接收到的控制指令发送软件接口；所述数据接口接收软件接口发送的状态信息和BIT结果，并将接收到的状态信息和BIT结果发送至机电管理计算机，实现数据共享。

所述一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统，所述软件接口包括逻辑控制单元、BIT单元和位置解算单元，其中：

所述逻辑控制单元实现以下功能：

(1)接收数据接口发送的机电管理计算机控制指令，产生步进电机驱动信号，驱动功率驱动单元工作；

(2)接收位置解算单元结果，产生步进电机驱动信号，驱动功率驱动单元工作，使步进电机伺服阀转动到目标位置，实现位置闭环控制；

(3)依据BIT单元传递的反馈信号实现故障诊断与隔离；

所述BIT单元，接收硬件接口发送的状态信息，实现BIT逻辑判断；

所述位置解算单元从硬件接口中的信号调理单元取得RVDT位置传感器反馈信号。

所述一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统，所述软件接口集成于控制器内，所述控制器采用DSP+FPGA架构。

所述一种基于RVDT位置反馈的飞机步进电机伺服控制系统，所述硬件接口包括功率驱动单元和信号调理单元，其中：

所述功率驱动单元，接收逻辑控制单元发送的步进电机驱动信号，实现所述步进电机驱动信号的功率放大，驱动电机伺服阀门转动；所述功率驱动单元，向BIT单元传输功率驱动单元状态信息；

所述信号调理单元，产生RVDT位置传感器激励信号并采集位置反馈信号，将所述位置反馈信号调理后传递给所述位置解算单元；所述信号调理单元，向BIT单元传输信号调理单元状态信息。