[发明专利]一种机载任务管理及伺服控制一体化系统及方法

说明书

本发明属于机载稳定平台控制领域，具体涉及一种机载任务管理及伺服控制一体化系统及方法。一种机载任务管理及伺服控制一体化系统，包括依次进行数据传输的任务管理单元及飞控上位机；还包括载机及用于检测载机信息的检测单元，所述检测单元包括传感器信号采集单元、任务载荷单元及光纤陀螺惯性导航系统；任务管理单元还连接有存储单元及电源和时钟系统；还包括伺服控制系统，所述系统控制系统一端与任务管理单元进行数据传输，另一端与任务载荷单元通过电机驱动模块控制载机运动。本发明采用任务管理和伺服控制一体化形式，既可以保证任务的并行处理提高系统的实时性，降低系统的功耗，同时也利于产品的小型化设计。

技术领域

本发明属于机载稳定平台控制领域，具体涉及一种机载任务管理及伺服控制一体化系统及方法。

背景技术

任务管理及伺服控制是机载稳定平台控制系统中的重要组成部分，任务管理单元主要负责完成框架角位置和角速度传感器数据采集、任务载荷数据指令的转发及整机故障的分析判断；伺服控制单元主要完成稳定平台伺服控制算法，输出控制指令驱动执行机构不断调整平台的姿态或位置来隔离载体运动的干扰，从而确保平台在惯性空间的相对稳定。

目前，由于机载控制平台大数据量、多任务机制、复杂运算处理及高实时性的需求，任务管理单元和伺服控制单元多采用分离式设计。任务管理单元大都采用基于PC104的计算机模块或者基于SOPC 架构的微处理器实现多任务载荷的并行控制，伺服控制单元常采用TI 公司运算能力强大的DSP 处理器作为控制核心。该方法中任务管理单元和伺服控制单元之间采用外部接口进行数据的交互，很难保证控制系统的实时性，且任务管理单元和伺服控制单元采用分离式设计，系统功耗较大，不利于产品的小型化设计，且实时性有差，基于PC104 的计算机模块读取数据的速度达20ns。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种满足控制系统实时性及高精度控制需求，且设计灵活、体积小、功耗低的机载任务管理及伺服控制一体化系统及方法。

本发明的技术方案在于：

一种机载任务管理及伺服控制一体化系统，包括依次进行数据传输的任务管理单元及飞控上位机；还包括载机及用于检测载机信息的检测单元，所述检测单元包括传感器信号采集单元、任务载荷单元及光纤陀螺惯性导航系统；任务管理单元还连接有存储单元及电源和时钟系统；还包括伺服控制系统，所述系统控制系统一端与任务管理单元进行数据传输，另一端与任务载荷单元通过电机驱动模块控制载机运动。

所述任务载荷单元包括用于白昼使用的可见光变焦电视以及用于黑夜使用的红外热像仪和激光测照器。

所述任务载荷单元通过图像处理单元连接任务管理单元。

所述任务管理单元通过串口通信单元分别与图像处理单元、光纤陀螺惯性导航系统、传感器信号采集单元及飞控上位机连接。

所述伺服控制系统与电机驱动模块之间连接有D/A转换单元。

所述传感器信号采集单元包括角位置传感器和角速度传感器。

所述存储单元为任务管理单元通过SPI接口连接的双端口RAM。

所述伺服控制单元的ZONE区域通过XINTF数据总线与端口RAM连接。

一种机载任务管理及伺服控制一体化方法，采用如上所述机载任务管理及伺服控制一体化系统，具体过程如下：

(1)初始化操作：飞控上位机一方面下发指令给任务管理单元，使任务管理单元周期性地采集检测单元的信息；另一方面，在任务管理单元中设定样本信息；

(2)开始工作时，任务管理单元周期性地采集检测单元检测到的信息并存储至存储单元；