[发明专利]一种数字式电动舵机环境温度补偿方法及装置

说明书

本发明涉及一种数字式电动舵机环境温度补偿方法及装置，属于电动舵机控制技术领域，解决了现有温度补偿电路实现复杂、应用面窄、灵活性低、无法应用到数字式电动舵机当中的问题。该数字式电动舵机环境温度补偿方法包括以下步骤：数字控制器接收外部设备发送的舵控指令与执行机构输出的舵反馈信号，处理得到常温下的调制信号；数字控制器基于所述常温下的调制信号及温度传感器采集的执行机构部位环境温度，处理得到带有温度补偿的调制信号；数字控制器将所述带有温度补偿的调制信号发送至所述执行机构，用于驱动执行机构跟踪舵控指令。

技术领域

本发明涉及电动舵机控制技术领域，尤其涉及一种数字式电动舵机环境温度补偿方法及装置。

背景技术

数字式电动舵机一般由数字控制器和执行机构组成，数字控制器接收外部设备发送来的舵偏角控制指令，结合执行机构发来的舵偏角反馈信息，计算产生调制信号，驱动执行机构带动舵面偏转，实现对舵偏角控制指令的实时跟踪。

目前，在电动舵机控制领域采用的方法主要有PID控制、变结构控制、鲁棒控制等，能够较好实现电动舵机实时控制，一定程度上满足工程应用的需求。但是在导弹武器领域，环境具有宽温性(-40℃～70℃)的特点，由于电动舵机执行机构中通常采用润滑脂来减小机械摩擦，在低温时润滑脂粘度变大，机械阻尼变大，使得舵机动态特性下降严重，高温时润滑脂粘度变小，机械阻尼变小，舵机控制系统容易不稳定。因此，常规的舵机控制算法难以满足导弹武器的使用要求。

文献“公开号为CN106610582A的发明专利”公开了一种由环境温度变化引起的电动舵机性能变化的补偿方法。该方法针对不同环境温度点通过引入负温度细实热敏电阻以实时改变PID参数，进而有效的补偿由高低温引起的电动舵机机构机械阻尼发生的变化，但是，该方法是针对模拟控制器设计的温度补偿电路，实现复杂、应用面窄、灵活性低，无法应用到数字式电动舵机当中。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种数字式电动舵机环境温度补偿方法及装置，用以解决现有现有温度补偿电路实现复杂、应用面窄、灵活性低，无法应用到数字式电动舵机当中的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种数字式电动舵机环境温度补偿方法，包括以下步骤：

数字控制器接收外部设备发送的舵控指令与执行机构输出的舵反馈信号，处理得到常温下的调制信号；

数字控制器基于所述常温下的调制信号及温度传感器采集的执行机构部位环境温度，处理得到带有温度补偿的调制信号；

数字控制器将所述带有温度补偿的调制信号发送至所述执行机构，用于驱动执行机构跟踪舵控指令。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述数字控制器根据公式(1)获取第k时刻常温下的调制信号u_cn(k)：

其中，K_P、K_I、K_D分别表示PID控制过程的比例、积分、微分参数；e(k)表示第k时刻外部设备发送的舵控指令与所述执行机构输出的舵反馈信号之间的偏差信号，表达式为：

e(k)＝u_i(k)-u_f(k) (2)

其中，u_i(k)表示第k时刻外部设备发送的舵控指令，u_f(k)表示第k时执行机构输出的舵反馈信号。

进一步，根据公式(3)获取第k时刻带有温度补偿的调制信号u_cT(k)：

u_cT(k)＝K_T(k)u_cn(k) (3)