无人飞行器伺服系统余度控制接口的设计与实现

介绍了一种在无人飞行器中设计应用的伺服系统余度控制接口,该接口实现了数字总线和模拟量两余度接口控制,可有效提高伺服系统的可靠性和抗干扰能力;分析了无人飞行器机载伺服系统的结构组成和工作模式,选择了CAN总线作为机载数字通讯总线,论述了机载伺服系统余度控制接口的工作原理,同时给出了伺服控制器的硬件接口电路及软件工作流程;实验结果表明余度控制接口工作稳定,控制通道转换平稳,该接口能满足无人飞行器控制系统的要求。     

中小型无人飞行器二余度CAN总线网络设计

无人飞行器行业的竞争日趋激烈,性能与成本因素在竞争中占主导地位;介绍了一种基于二余度CAN总线的航电系统设计方法,并对二余度总线、通信接口、关键环节的冗余设计以及系统可靠性做了进一步地研究;采用二余度CAN总线的航电系统设计,可以在提高系统集成度和保证系统可靠性的前提下,既满足小型化设计的要求,又能够提高系统的综合性能。     

CAN总线在无人飞行器伺服系统中的应用研究

分析了CAN总线的特点以及在无人飞行器伺服系统中应用的可行性,设计出了基于CAN总线的无人飞行器伺服系统.描述了该系统的硬件组成结构和工作原理,给出了系统CAN总线接口,并根据系统自身特点提出了无人飞行器伺服系统CAN总线应用层协议.实验结果表明,该系统运行良好,能够满足无人飞行器控制系统的要求.     

无人机双余度电动舵机角度传感器故障检测方法

双余度舵控系统的基本思想是通过不同余度之间的切换来保证舵控系统的可靠性。针对无人机双余度电动舵机角度传感器故障检测技术提出了基于辨识参考模型的方法。首先介绍了电动舵机的双余度方案,然后通过机理分析和理论推导相结合的方式建立了舵系统的输入输出模型,利用系统辨识的方法确定了模型的参数。最终利用辨识的参考模型对双余度角度传感器进行故障检测,并通过实验,验证了方法的有效性。     

基于拜占庭故障模式的空天飞行器GNC系统架构研究

针对空天飞行器对GNC系统的高可靠性需求,开展了基于拜占庭故障模式的GNC系统架构研究,采用四机三总线架构设计方案,通过系统内总线实现输入数据及输出数据多机冗余比对,防止拜占庭故障的发生,提升了系统可靠性,实现了系统自检测和故障的准确定位及隔离,并具有在线故障诊断、故障自修复功能,同时解决了高动态、强干扰环境下系统自主性较差的问题,提升了GNC系统可靠性和容错性;经分析,该系统架构能够满足空天飞行器在轨、再入复杂任务需求。     

舵回路系统可靠性分析

介绍了一种实用舵回路余度伺服控制系统设计方法,其功能实现部分采用自监控二余度技术。然后建立了该系统的几种可靠性框图,并对舵回路控制系统的可靠性模型进行可靠性分析。对比得出的结果证明,该系统可靠性高、维护性好,切实可行。     

双余度舵系统设计与研究

为了提高舵系统可靠性,采用了冗余策略,设计了双余度舵系统.选用双余度永磁无刷直流电机作为舵机本体,采用均流技术等控制策略,实现系统软硬件设计.利用Matlab/Simulink,对双余度无刷直流电机本体和舵系统整体进行仿真验证.仿真结果和实验结果表明,该设计实现了对角度的高精度跟踪,整个系统稳态误差小、性能优良.     

一种CCDL的FPGA设计与实现

多余度技术能够满足飞机管理系统中高安全性、确定性和可靠性的需求,而交叉通道数据链路（ CCDL）是余度计算机之间进行数据和信息交换的重要途径,是保证余度飞机管理计算机正常运转的关键部件。文中基于三余度飞机管理计算机系统需求,给出CCDL硬件逻辑设计的体系架构,对CCDL的关键点进行分析,设计了一种在1394总线上进行点对点可靠传输、防止故障蔓延的交叉通道数据链路,并进行了FPGA实现和验证。实验结果表明,该设计能够高效可靠地满足系统的应用要求。     

DSP多处理器的实时数据共享三余度伺服系统余度管理

基于TI公司DSP芯片TMS320F28335设计了一种多处理器实时数据共享三余度伺服系统,首先搭建了基于McBSP通信总线的子控制器两两交互通信平台,实现了三余度伺服系统数据共享和信息交互,接着提出了双交互比电流均衡法,实现了三通道间的电流均衡严格同步,解决了余度伺服系统力矩纷争的技术难题,最后重点攻克了控制律用信号表决余度管理,实现三余度伺服故障监测及隔离、余度降级故障平滑切换的技术难题,使伺服系统的实时性和可靠性得到最大程度的提高.     

机载双余度1553B总线检测研究

随着MIL-STD-1553B总线的广泛应用,机载数据总线系统的拓扑结构越来越复杂;为了提高总线传输的可靠性,机载数据总线普遍采用双余度形式和不可分割连接形式,因此总线的维护检测也显得越来越重要;归纳了机载双余度1553B总线的工作状态及其相互之间的关系,给出了总线故障的概念,详细分析了总线系统架构中3个不同阶段的检测方法以及应用场合、检测内容和拓扑结构,最后提出了机载1553B总线的可分割连接形式,以便于维护阶段的线路检测.     

基于VPX的航天数据处理平台设计

随着航天工业的迅速发展及光纤总线的普及,航天控制领域对数据传输量、数据处理速度、单机可靠性、维修性的要求不断提高,传统基于CPCI并行总线体制无法满足日益增长的系统机内通信速率需求.通过设计基于VPX架构的新一代加固计算机提高了数据处理平台的数据处理能力,而且可以更好地适应复杂的振动环境.设计了基于国产化龙芯处理器的加固计算机,提高了核心元器件的国产化率.通过安装托盘实现了撞接式连接,前面板采用铰链与锁扣相结合的锁紧方式,单板采用自旋式拆卸方案,有效缩短了单机及板卡换装时间.     

基于CVI和CANopen协议的多伺服电机测控系统

该测试系统使用CVI编写上位机软件,采用CAN总线作为通信的接口,功能包括多个伺服电机的状态显示及位置控制、数据记录等。CAN总线物理层采用了CAN2.0B标准,应用层协议采用了CiA组织的CANopen协议,详细介绍了使用CANopen的DSP402协议实现对多路伺服电机的实时测量与控制的方法,实验表明,该测控系统响应迅速,界面友好,数据传输可靠,满足设计需求。     

基于DSP的数字舵机控制系统的设计与实现

研究了新型全数字电动舵机控制系统的设计问题,针对某型无人机的特点以及对舵机的高性能要求,设计了一套基于DSP的数字舵机控制系统,同时分析了其结构组成、控制方案、控制器软硬件设计等问题;该系统以无刷直流电机作为伺服电机,采用三闭环的控制策略,实现舵面位置的高性能跟踪;实验结果表明,基于DSP的舵机控制系统具有良好的位置跟踪性能,该控制系统起动快速、稳定;采用TMS320F2812控制芯片后,不仅简化了系统外围设备,降低了系统的功耗,而且提高了系统的准确性和实时性,该系统可以作为某型无人机的舵机控制系统。     

基于矢量控制的电动伺服控制系统设计

目前在航空航天等领域,电动伺服系统被越来越多地应用于火箭和导弹的矢量推进控制、飞机和导弹的舵面控制、飞机的转弯和刹车控制等;电动伺服系统作为飞行器控制系统的关键子系统,其性能直接影响着飞行器的机动性能乃至飞行安全,因而对其技术指标和可靠性都有着很高的要求;文章所介绍的电动伺服控制系统采用基于矢量控制的软件策略和基于DSP的电力电子电路设计技术,具有超调小、响应快、抗负载干扰能力强及实时性好等优点,目前已经过工程的应用验证。     

航天机电伺服系统的自抗扰控制

航天机电伺服系统作用是接收火箭控制系统的指令信号并带动空气舵或者喷管跟随指令信号运动,其在应用上的主要特点是负载特性变化大.传统的PID算法在航天机电伺服系统上的应用已经比较成熟,但是在空气舵或者喷管本身负载特性发生改变时,传统的PID算法的控制效果会明显下降.因此,本文建立了航天机电伺服系统柔性运动模型,并提出了将自...     

多功能调试台控制系统设计与实现

多功能调试台为被试系统的试验提供稳定支撑平台,能够实现升降和两维旋转功能,可用于大型无人作战机器人的各种组装和调试。针对大型无人作战机器人装配、调试和性能测试需求,设计了一套基于PLC、触摸屏和伺服电机的控制系统,完成了控制系统的总体方案设计、硬件设计和软件设计,能够实现手动操控以及自动控制的要求;在驱动方案上采用基于交流伺服电机的全电动方案,设计了一种新的框架式大负载旋转机构的驱动装置,相比传统轴驱动系统来说,大大减小了对电机驱动力矩的要求,减小了电机体积和重量,增加了设备运行的安全性与可靠性;完成了PLC控制程序和触摸屏控制程序的编写和改进,经系统整体性能调试与试验,验证了控制系统的可靠性和可行性。     

基于数字与模拟采集同步测控技术的研究

当前数字化闭环控制航天伺服系统测试时采用一种基于1553B总线控制和A/D模拟采集的测控系统设备,当进行动态特性测试时,1553B与A/D间的启动延迟导致测试结果的精度不准确;为了消除数模混合控制系统下启动零点误差对伺服系统动态特性的影响,对启动零点误差来源进行了分析,在伺服系统1553B总线架构数字化闭环控制的基础上,采用基于PXI硬件平台的数字与模拟采集启动零点同步技术,解决了由于启动同步时间差导致伺服系统动态特性数据处理结果跳变的问题,大大提高了伺服测控系统的测试精度。     

盘旋管试验台伺服控制系统设计

根据不锈钢盘旋管寿命测试试验要求,设计了一种电机驱动式的伺服控制系统,交流伺服电机伺服控制系统采用位置、转速和电流闭环控制,借助于信号采集板卡和运动控制板卡,由工控机完成盘旋管寿命测试试验台的输出转角测试及驱动电机的控制,试验做完相应次数后即退出程序;最后的试验表明了盘旋管的各项动态试验指标均达到设计要求。     

基于VxWorks下PNN故障诊断的冗余容错系统

针对航天测控系统的可靠性需求,提出了一种紧凑型PCI总线测控系统的冗余容错设计方案。系统下位机采用了基于VxWorks嵌入式操作系统来保证实时性,并在VxWorks系统中实现了高可用热插拔技术用于提高系统的冗余容错性能。提出了利用基于概率神经网络（PNN）的故障诊断方法对热冗余设备进行在线故障诊断。仿真与实验验证的结果表明,该系统具有良好的冗余容错性能,该设计方法可以有效提升系统的可靠性。