[发明专利]一种舵机抖动抑制电路及舵机系统

说明书

技术领域

本发明属于舵机控制领域，更具体地，涉及一种舵机抖动抑制电路及舵机系统。

背景技术

近年来，随着飞行攻击武器系统打击精度和机动性能要求的不断提高，与之相配套的舵伺服系统的精确性和稳定性的要求越来越高。目前的舵系统的性能要求正朝着大惯量、高频带的方向发展。

目前的舵伺服系统仍有很多采用模拟电路控制和谐波减速器以及直流电机控制，其控制方法相对简单且控制理论相对成熟。但是在高频带、大惯量的条件下，舵机的性能往往在满足总体系统提出的要求时存在一些难点。在大负载惯量的舵系统中，满足系统高频带性能的同时容易存在舵机抖动的问题。通过对舵机抖动机理的分析，其主要原因大致分为三个方面：(1)舵面的转动惯量偏大；(2)减速器的扭转刚度偏低；(3)控制算法需要改进。但是舵面的转动惯量根据系统要求是无法改变的，减速器的扭转刚度由于制造工艺和加工水平的原因无法在短时间内有较大幅度的提升，现有控制算法一般采用简单的PID控制算法，而一般的PID算法不能进一步提升系统的稳定裕度，在大负载惯量舵系统中可能无法有效抑制舵机抖动，因而通过改进控制算法以抑制舵机抖动是一种可行有效的方法。

现在一般采用的舵机抖动抑制方法主要采用增加系统刚度及调整控制参数以降低舵系统带宽等方面入手。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种舵机抖动抑制电路，旨在解决大负载惯量舵机在阶跃响应测试时抖动的问题。

本发明提供了一种舵机抖动抑制电路，包括放大器、第一单向导通元件、第二单向导通元件、电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第五电阻的一端作为舵机抖动抑制电路的输入端，所述第五电阻的另一端连接至放大器的输入负端；所述电容的一端通过所述第一电阻连接至所述放大器的信号输入端，所述电容的另一端通过所述第二电阻连接至放大器的信号输入端；所述第一单向导通元件的一端与所述电容的另一端连接，所述第一单向导通元件的另一端与电容的一端连接；所述第二单向导通元件的一端与电容的一端连接，所述第二单向导通元件的另一端与电容的另一端连接；所述第三电阻的一端与所述电容的另一端连接，所述第三电阻的另一端通过所述第四电阻连接至所述放大器的输出端；所述第三电阻和第四电阻的连接端还与所述放大器的反馈端连接；所述放大器的输入负端通过所述第六电阻接地，所述放大器的电源负端连接-15V电源，所述放大器的地端接地，所述放大器的电源正端连接+15V电源。

更进一步地，第一单向导通元件为第一二极管D1，所述第一二极管D1的阴极作为所述第一单向导通元件的一端，所述第一二极管D1的阳极作为所述第一单向导通元件的另一端；所述第二单向导通元件为第二二极管D2；所述第二二极管D2的阴极作为所述第二单向导通元件的一端，所述第二二极管D2的阳极作为所述第二单向导通元件的另一端。

更进一步地，工作时，当输入至舵机抖动抑制电路的信号中存在自激干扰信号时，优先通过电容C1和电阻R3，且所述第一单向导通元件和所述第二单向导通元件会将自激干扰信号削弱或消除，从而使得输出信号中的自激干扰得到抑制。

本发明中，由于舵机抖动抑制电路输入端电容并联二极管的存在，电路的滞后会减弱，在有效滤除干扰信号的同时也能很好的抑制电路输入端阻容电路的自激振荡，在高带宽要求和大惯量的舵系统中，这一作用很好的抑制了舵机的抖动，从而保证系统的稳定性。

本发明还提供了一种舵机系统，包括反馈电路，以及依次连接的加法器、信号放大调理电路，抖动抑制电路、信号处理与功率放大电路和伺服舵机；反馈电路的输入端连接所述伺服舵机的输出端，加法器的第一输入端用于接收外部的舵机控制信号，加法器的第二输入端连接至所述反馈电路的输出端；其特征在于，所述抖动抑制电路为上述的舵机抖动抑制电路。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于在控制系统中采用了一种具有超调抑制功能的有源滞后校正电路，能够在保证舵机动态性能的同时抑制舵机抖动。

附图说明

图1是本发明实施例提供的舵机系统的原理框图；

图2是本发明实施例提供的舵机抖动抑制电路的电路图；

图3是电动舵系统在应用本发明提供的抖动抑制电路前、后的阶跃相应波形图，其中(a)未增加舵机抖动抑制电路前的阶跃相应波形图；(b)增加了本发明提供的舵机抖动抑制电路后的阶跃相应波形图。

具体实施方式