CN207676174U - 一种舵机控制*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型中公开了一种舵机控制***，包括控制单元、电流检测单元、转速检测单元、位置检测单元和电机驱动单元，所述电机驱动单元包括光电隔离电路、驱动电路和逆变电路，所述光电隔离电路连接控制单元，光电隔离电路、驱动电路和逆变电路依次连接，所述逆变电路连接到驱动电机，驱动电机连接到减速机构，所述电流检测单元包括电流检测电路，所述转速检测单元采用光电编码器，所述位置检测单元包括位置检测电路。***采用FPGA芯片作为控制核心实现对舵机的控制，***相关***电路结构简单，***稳定性较高，通过对舵机电流、转速、位置的实时采集和反馈控制，实现对舵机的精确控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及舵机控制技术领域，特别涉及一种舵机控制***。
背景技术
飞行器舵机是实现飞行器俯仰、偏航、滚转等姿态变换运动的重要执行机构，其性能对飞行器的制导精度具有决定性的影响。飞行器舵机按照所使用的能源可分为电动舵机、气动舵机等，舵机在接收来自控制***的综合控制信号，克服气动铰链力矩和弯曲力矩，驱动舵面偏转，产生控制力，控制飞行器的飞行姿态，从而控制飞行器按照预定的轨道飞行。
舵机的控制原理为控制器接收地面发送的指令，控制舵机带动舵面转动，同时将实时舵面位置反馈给控制器，实现舵偏角的实时修正，以达到控制飞行器飞行轨迹的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种舵机控制***，实现对舵机的精确控制。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种舵机控制***，包括控制单元、电流检测单元、转速检测单元、位置检测单元和电机驱动单元，所述电机驱动单元包括光电隔离电路、驱动电路和逆变电路，所述光电隔离电路连接控制单元，光电隔离电路、驱动电路和逆变电路依次连接，所述逆变电路连接到驱动电机，驱动电机连接到减速机构，所述电流检测单元包括电流检测电路，所述电流检测电路连接逆变电路，电流检测电路通过一个A/D转换电路连接到控制单元，所述转速检测单元采用光电编码器，光电编码器分别连接驱动电机和控制单元，所述位置检测单元包括位置检测电路，位置检测电路连接到减速机构，位置检测电路通过一A/D转换电路连接控制单元。
上述技术方案中，进一步地，所述控制单元为采用FPGA芯片及其***电路组成的最小***。
上述技术方案中，进一步地，所述光电隔离电路为采用TLP521光电耦合器及其***电路组成的电路。
上述技术方案中，进一步地，所述驱动电路采用IR2130三相桥式驱动芯片，所述逆变电路为采用6个MOSFET元件组成的三相桥式电路，所述6个MOSFET元件分别连接到驱动芯片的H01、H02、H03、L01、L02和L03输出引脚。
上述技术方案中，进一步地，所述驱动电路还连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括连接在驱动芯片ITRIP引脚的电阻R1和可调电阻R2，可调电阻另一端接地。
上述技术方案中，进一步地，所述位置检测电路为采用电位器和运算放大器连接组成的电路，所述电位器的输出端连接到运算放大器的同向输入端。
上述技术方案中，进一步地，所述控制单元连接有串口单元，所述串口单元包括串口通信电路，控制单元通过串口通信电路连接到PC机，所述串口通信电路采用RS422串行通信接口电路。
本实用新型所具有的有益效果：
该***采用FPGA芯片作为控制核心实现对舵机的控制，***相关***电路结构简单，***稳定性较高，通过对舵机电流、转速、位置的实时采集和反馈控制，实现对舵机的精确控制；同时设置串口单元可方便实现对控制***的相关测试操作。
附图说明
图1为本实用新型***结构框图。
图2为本实用新型中光电隔离电路电路图。
图3为本实用新型中驱动电路和逆变电路电路图。
图4为本实用新型中电流检测电路电路图。
图5为本实用新型中位置检测电路电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1，本实施例的一种舵机控制***，包括控制单元、电流检测单元、转速检测单元、位置检测单元和电机驱动单元。电流检测单元用于检测驱动电机启动电路，通过电流采集及负反馈实现对驱动电机的快速启动控制。转速检测单元用于实现控制驱动电机的转速波动，保证驱动电机的转动精度，通过采集驱动电机的转速，并将其作为被调节量反馈到控制***实现对驱动电机转速的闭环控制。位置检测单元通过采集舵机舵面偏转角信号，将其反馈到控制单元，实现对舵机舵面偏转角的实时检测和控制。
本实施例中，控制单元为采用FPGA芯片及其***电路组成的最小***。具体地，本实施例中采用的是EP1C12型FPGA芯片，具体采用EP1C12Q240C8N芯片。其***电路包括电源电路和复位电路，其中电源电路可采用PKV3325PI78电源芯片及三端稳压芯片为***中各单元提供工作电压。复位电路用于上位复位及FPGA芯片运行过程中的复位，该电路为常规电路，这里不对其结构进行具体的描述。
具体地，电机驱动单元包括光电隔离电路、驱动电路和逆变电路，光电隔离电路连接控制单元，光电隔离电路、驱动电路和逆变电路依次连接，逆变电路连接到驱动电机，驱动电机连接到减速机构。
本实施例中，如图2所示，光电隔离电路为采用TLP521光电耦合器及其***电路组成的电路。FPGA芯片输出的PWM信号与功率驱动信号在电压和功率方面存在很大的差距，需要将两者的信号进行隔离，防止高电压对FPGA信号造成干扰。
如图3为驱动电路和逆变电路电路图，驱动电路采用IR2130三相桥式驱动芯片，逆变电路为采用6个MOSFET元件组成的三相桥式电路，所述6个MOSFET元件分别连接到驱动芯片的H01、H02、H03、L01、L02和L03输出引脚。IR2130芯片可以控制6个MOSFET元件的导通和关断顺序，其HO1、HO2、HO3输出引脚的输出分别控制三相逆变桥的上半桥三个MOSFET元件H1、H2、H3的导通和关断，LO1、LO2、LO3输出引脚的输出分别控制三相逆变桥的下半桥三个MOSFET元件L1、L2、L3的导通和关断，通过FPGA芯片输出电机正、反转的逻辑驱动信号，经功率放大后实现对驱动电机转动方向的精确控制。如图3，该驱动电路还连接有过流保护电路，过流保护电路包括连接在驱动芯片ITRIP引脚的电阻R1和可调电阻R2，可调电阻另一端接地。驱动芯片的ITRIP引脚为过流检测输入端，当其检测到电路中电流过大时，会使驱动芯片输出的驱动信号变为低电平，进而使MOSFET全部截止，起到了过流保护的作用。
本实施例中，电流检测单元包括电流检测电路，电流检测电路连接逆变电路，电流检测电路通过一个A/D转换电路连接到控制单元。如图4所示，通过运算放大器将检测的信号进行放大处理后送入到A/D转换电路。
本实施例中，转速检测单元采用光电编码器，光电编码器分别连接驱动电机和控制单元。
本实施中，位置检测单元包括位置检测电路，位置检测电路连接到减速机构，位置检测电路通过一A/D转换电路连接控制单元。位置检测电路为采用电位器和运算放大器连接组成的电路，电位器的输出端连接到运算放大器的同向输入端。具体地，电位器采用WDJ22A精密导电塑料电位器，电位器输出的分压信号经TL084放大后输入A/D转换电路进行转换，位置检测电路如图5所示。
本实施例中，A/D转换电路采用AD7865-1转换芯片。
控制单元连接有串口单元，串口单元包括串口通信电路，控制单元通过串口通信电路连接到PC机，串口通信电路采用RS422串行通信接口电路，实现与测试***中PC机之间的通信。
本实用新型的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本实用新型基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种舵机控制***，其特征在于：包括控制单元、电流检测单元、转速检测单元、位置检测单元和电机驱动单元，所述电机驱动单元包括光电隔离电路、驱动电路和逆变电路，所述光电隔离电路连接控制单元，光电隔离电路、驱动电路和逆变电路依次连接，所述逆变电路连接到驱动电机，驱动电机连接到减速机构，所述电流检测单元包括电流检测电路，所述电流检测电路连接逆变电路，电流检测电路通过一个A/D转换电路连接到控制单元，所述转速检测单元采用光电编码器，光电编码器分别连接驱动电机和控制单元，所述位置检测单元包括位置检测电路，位置检测电路连接到减速机构，位置检测电路通过一A/D转换电路连接控制单元。
2.根据权利要求1所述的舵机控制***，其特征在于：所述控制单元为采用FPGA芯片及其***电路组成的最小***。
3.根据权利要求1所述的舵机控制***，其特征在于：所述光电隔离电路为采用TLP521光电耦合器及其***电路组成的电路。
4.根据权利要求1所述的舵机控制***，其特征在于：所述驱动电路采用IR2130三相桥式驱动芯片，所述逆变电路为采用6个MOSFET元件组成的三相桥式电路，所述6个MOSFET元件分别连接到驱动芯片的H01、H02、H03、L01、L02和L03输出引脚。
5.根据权利要求4所述的舵机控制***，其特征在于：所述驱动电路还连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括连接在驱动芯片ITRIP引脚的电阻R1和可调电阻R2，可调电阻另一端接地。
6.根据权利要求1所述的舵机控制***，其特征在于：所述位置检测电路为采用电位器和运算放大器连接组成的电路，所述电位器的输出端连接到运算放大器的同向输入端。
7.根据权利要求1所述的舵机控制***，其特征在于：所述控制单元连接有串口单元，所述串口单元包括串口通信电路，控制单元通过串口通信电路连接到PC机，所述串口通信电路采用RS422串行通信接口电路。
Priority Applications (1)
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| CN201721918707.6U CN207676174U (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种舵机控制*** |
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| CN201721918707.6U CN207676174U (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种舵机控制*** |
Publications (1)
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| CN207676174U true CN207676174U (zh) | 2018-07-31 |
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| CN (1) | CN207676174U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109683532A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-26 | 上海应用技术大学 | 一种舵机及多舵机控制器及无人机控制*** |
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2017
- 2017-12-29 CN CN201721918707.6U patent/CN207676174U/zh active Active
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