[发明专利]一种针对主动侧杆的先进控制器设计方法

摘要

本发明一种针对主动侧杆的先进控制器设计方法属于民机主动侧杆控制技术领域，提供了一种针对中小功率正弦波电机矢量控制的伺服控制器硬件平台设计方法。通过机箱、电源板、电流采集板和数字伺服控制板的设计，搭建了主动侧杆伺服控制系统电子验证平台，完成了主动侧杆控制方面的相关技术验证和工程化实现。通过处理器和现场可编程门阵列并行工作结构、处理器事件管理器模块直接输出脉宽调制信号、旋转变压器专用解码芯片完成转子位置和速度的高精度解调、分频模数采样并选择合适的滤波设计完成高速高精度的电流采集，解决了影响中小功率正弦波电机矢量控制性能的关键问题，实现了空间矢量脉宽调制技术对主动侧杆正弦波电机的精确控制。

主权项

一种针对主动侧杆的先进控制器设计方法，其特征在于，所述方法采取以下步骤：1)机箱设计，机箱由多块功能单板层叠组合而成，从上至下依次为控制器电源板，电流采集板，数字伺服控制板，由板间接插件实现板间连接；2)电源板设计，电源板的功能是实现一次电源综合和交流电源的转换、保护和输出，以及电源监控和信号转接；电源板采用双余度配置，为传感器提供交流激磁电源；3)电流采集板设计，电流采集板的功能为实现电枢电流采集和转子位置旋变解调；电枢电流采集电路，利用采样电阻对电枢电流进行采集，经过差分放大，比例运算及一阶滤波后，将采集信号输出到数字伺服控制板；转子位置旋变解调，采用专用解调芯片，实现传感器励磁供电及转子位置解调；旋变解调结果，通过串行总线传至数字伺服控制板，最终完成电机闭环伺服控制；4)数字伺服控制板设计，数字伺服控制板采用处理器和现场可编程门阵列并行工作结构；由现场可编程门阵列实现模数转换、串行总线通信和旋变解码功能；处理器完成控制律计算、总线通信、脉冲宽度调制信号生成功能；数字伺服控制板采用光电隔离技术，将处理器产生的控制信号与电机功率驱动电路进行电气隔离；通过对位置传感器反馈信号进行高低端分别整流、滤波及阻抗变换，解算舵机的当前位置；通过接收杆力传感器反馈，进行滤波及阻抗变换，解算杆力信号，生成控制指令；模数转换单元由模数转换器、多路器及采样保持器组成。