[发明专利]数字化控制装置及其控制方法、控制系统、存储介质

权利要求书

1.一种压电执行机构的数字化控制装置，其特征在于，所述压电执行机构的数字化控制装置包括：

DSP微型控制器、程序在线更新和数据通信模块、应变计ADC采集模块、DAC模拟输出模块以及压电执行结构模块；

所述DSP微型控制器，用于与各功能模块进行数据交互，以实现程序的在线更新、闭环控制器G_c的闭环校正以及DAC控制量的模拟输出；

所述程序在线更新和数据通信模块，用于程序的在线更新、实时数据通信；

所述应变计ADC采集模块，用于应变计差动电压信号的采集，并将采集的信号发送至所述DSP微型控制器；

所述DAC模拟输出模块，用于接收所述DSP微型控制器输出的闭环控制量，并将所述闭环控制量转换为模拟电压进行输出；

所述压电执行结构模块，用于对所述DAC模拟输出模块输出的模拟电压进行高压放大，以实现电源的数字化控制。

2.如权利要求1所述的压电执行机构的数字化控制装置，其特征在于，所述DSP微型控制器为TMS320C28346芯片；所述程序在线更新和数据通信模块为FT2232HL芯片；所述DAC模拟输出模块为DAC8544芯片。

3.如权利要求2所述的压电执行机构的数字化控制装置，其特征在于，所述压电执行机构的数字化控制装置还包括：数字隔离器；

所述数字隔离器为ISO7220芯片，用于为所述TMS320C28346芯片和所述FT2232HL芯片提供信号连接。

4.如权利要求1所述的压电执行机构的数字化控制装置，其特征在于，所述应变计ADC采集模块包括ADC采集单元、参考基准电源和差动电压调理电路放大器；

所述ADC采集单元为LTC2440芯片，用于采集应变计差动电压信号和所述差动电压调理电路放大器输出的差分电压信号，并采用SPI接口与所述DSP微型控制器进行数据交互；

所述参考基准电源为LT6658芯片，用于为所述LTC2440芯片和所述差动电压调理电路放大器进行低噪声和低纹波供电；

所述差动电压调理电路放大器为LT1677芯片，用于输出差分电压信号IN-和IN+。

5.如权利要求1所述的压电执行机构的数字化控制装置，其特征在于，所述压电执行结构模块包括压电执行器、功率放大器和应变计；

所述功率放大器，用于对所述DAC模拟输出模块输出的模拟电压进行高压放大，以驱动所述压电执行器运转；

所述应变计，用于检测压电执行器的位移，并将检测信号发送至所述DSP微型控制器。

6.一种压电执行机构的数字化控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的数字化控制装置，所述压电执行机构的数字化控制方法包括：

读取所述应变计ADC采集模块采集的信号数据，得到应变计位移的当前数据L；

根据所述数据L和主控计算机的参考位置L^*，计算闭环控制器G_c所需的误差值；

根据所述误差值、闭环控制器G_c和陷波器，计算得到闭环校正所需的闭环控制量；

将所述闭环控制量转换为模拟电压，并对所述模拟电压进行高压放大，以实现电源的数字化控制。

7.如权利要求6所述的压电执行机构的数字化控制方法，其特征在于，

所述陷波器，具体采用以下形式：

公式一：

式中W_SF(s)为陷波器的传递函数；w_NF为压电执行结构模块的陷波频率；z_Z、z_P分别为陷波器的零点和极点阻尼系数；s为传递函数的复变量。