一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统的制作方法

专利检索2025-01-13  28


本技术涉及电动伺服控制,涉及一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,适用于多通道完全双余度电动舵机某一通道舵机出现故障时余度切换管理。


背景技术:

1、舵机控制系统作为无人机飞行控制系统的执行机构,其可靠性和安全性直接关系到无人机的飞行安全。舵机控制系统的单一余度设计不能保证系统功能的可靠实现,采用多余度设计能够大幅度提高系统的可靠性。由此产生了系统的余度设计技术,并迅速被飞机操纵系统等采用。余度技术是提高系统可靠性与安全性的一种有效手段,可以在降低元器件要求的同时有效地提高系统可靠性。

2、双余度舵机控制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,当主/备切换式多通道完全双余度电动舵机主余度某一通道舵机发生故障需要切换至备余度时,现有的切换方案往往是切换全部通道舵机至另一余度。具体地,现有技术中参与控制闭环的位置反馈信号与参与上位机反馈的位置反馈信号采集自同一余度传感器,且通过同一控制器控制同一余度中所有通道舵机的激活状态。当出现故障需要进行余度切换时,会将该余度中的供电电路、控制电路、驱动电路、电机绕组一同切换至备余度,在这种情况下,所有通道舵机共用一次余度切换,当出现第二个通道舵机故障时,将不具备再次切换余度的能力。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的问题,提供了一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,系统包括:

3、主余度控制器,连接有若干主驱动电路,各主驱动电路与各通道舵机主余度的主余度绕组对应连接;主余度控制器还经主ad芯片连接有若干主位置传感器,各主位置传感器用于采集各通道舵机主余度的转子位置信息;

4、备余度控制器,与主余度控制器通信连接;备余度控制器连接有若干备驱动电路,各备驱动电路与各通道舵机备余度的备余度绕组对应连接;备余度控制器还经备ad芯片连接有若干各备位置传感器,各备位置传感器用于采集各通道舵机备余度的转子位置信息。

5、在一示例中,所述系统还包括用于采集主驱动电路电压的主电压采集器,主电压采集器经主ad芯片与主余度控制器连接;系统还包括用于采集备驱动电路电压的备电压采集器,备电压采集器经备ad芯片与备余度控制器连接。

6、在一示例中,所述系统还包括主余度电源和备余度电源,主余度电源经电源选择电路与主供电电路连接,备余度电源经电源选择电路与备供电电路连接。

7、在一示例中,所述电源选择电路包括并列设置主开关与备开关,主余度电源经主开关与主供电电路连接,备余度电源经备开关与备供电电路连接;

8、主开关、备开关均分别与主余度控制器、备余度控制器连接。

9、在一示例中,所述主余度控制器为fpga、arm、单片机、plc、cpld、dsp中任意一种或者相互通信连接的多种,备余度控制器为fpga、arm、单片机、plc、cpld、dsp中任意一种或者相互通信连接的多种。

10、在一示例中,所述系统还包括用于采集主驱动电路电流的主电流采集器,主电流采集器与主ad芯片连接;系统还包括用于采集备驱动电路电流的备电流采集器,备电流采集器与备ad芯片连接。

11、在一示例中,所述主余度控制器、备余度控制器均连接至同一上位机。

12、需要进一步说明的是,上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

13、与现有技术相比,本实用新型有益效果是:

14、1.在一示例中,通过驱动电路实现主/备余度控制器与对应通道舵机的绕组连接,进而建立相互独立的多通道舵机绕组控制链路,实现了主/备切换式多通道完全双余度电动舵机的单通道切换功能,仅隔离故障通道舵机切换至备通道,其余通道舵机仍工作在主通道,增强了该双余度舵机的容错能力。

15、2.在一示例中,通过建立主/备余度控制器与电源选择电路的连接,能够控制主/备余度电源供电链路的通断,进而在对应控制回路故障时,停止供电,最大程度隔离故障。



技术特征:

1.一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,其特征在于:所述系统还包括用于采集主驱动电路电压的主电压采集器,主电压采集器经主ad芯片与主余度控制器连接;系统还包括用于采集备驱动电路电压的备电压采集器,备电压采集器经备ad芯片与备余度控制器连接。

3.根据权利要求2所述的一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,其特征在于:所述系统还包括主余度电源和备余度电源,主余度电源经电源选择电路与主供电电路连接,备余度电源经电源选择电路与备供电电路连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,其特征在于:所述电源选择电路包括并列设置主开关与备开关,主余度电源经主开关与主供电电路连接,备余度电源经备开关与备供电电路连接;

5.根据权利要求1所述的一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,其特征在于:所述主余度控制器为fpga、arm、单片机、plc、cpld、dsp中任意一种或者相互通信连接的多种,备余度控制器为fpga、arm、单片机、plc、cpld、dsp中任意一种或者相互通信连接的多种。

6.根据权利要求1所述的一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,其特征在于:所述系统还包括用于采集主驱动电路电流的主电流采集器,主电流采集器与主ad芯片连接;系统还包括用于采集备驱动电路电流的备电流采集器,备电流采集器与备ad芯片连接。

7.根据权利要求1所述的一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,其特征在于:所述主余度控制器、备余度控制器均连接至同一上位机。


技术总结
本技术公开了一种多通道完全双余度电动舵机余度管理系统,属于电动伺服控制领域,包括:相互通信连接的主余度控制器与备余度控制器;主/备余度控制器均连接有若干驱动电路,各驱动电路与各通道舵机主/备余度的绕组对应连接;主/备余度控制器还经AD芯片连接有若干位置传感器,各位置传感器用于采集各通道舵机主/备余度的转子位置信息。通过驱动电路实现主/备余度控制器与对应通道舵机的绕组连接,进而建立相互独立的多通道舵机绕组控制链路,实现了主/备切换式多通道完全双余度电动舵机的单通道切换功能,仅隔离故障通道舵机切换至备通道,其余通道舵机仍工作在主通道,增强了该双余度舵机的容错能力。

技术研发人员:汪浩,冉梦帆,陈威,李莎莎,隆强,苏珊
受保护的技术使用者:四川航天烽火伺服控制技术有限公司
技术研发日:20231121
技术公布日:2024/5/29
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