[实用新型]一种舵机舵面角位置传感器冗余装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种角位置传感器冗余装置，尤其是一种用于余度舵机系统的舵面角位置传感器冗余装置。

背景技术

在余度舵机系统中，舵面角位置传感器主要用来实时采集舵面的位置，并通过调理电路进行处理，之后经过滤波电路送入CPU得到位置综合输出，所以舵面角位置传感器是系统中非常重要的一部分，它为系统提供了位置反馈信号，让系统更加有效、稳定的运行。角位置传感器的可靠性则直接影响位置信号的采集，从而影响舵系统的安全运行。

目前，在舵机系统中，主要采用的是单余度角位置传感器，若其出现故障，则会引起系统位置反馈出错，整个系统错误运行甚至导致系统崩溃，所以主要致力于对其电力电子器件性能和可靠性的提高。西北工业大学的张海涛发表的论文《高精度双余度舵机伺服系统研究》就是利用的这种技术，由于材料、制造工艺原因，已经很难大幅度提高这些电子器件的性能和可靠性，且会大幅增加成本。

发明内容

本发明描述并提供了一种舵面角位置传感器冗余装置，它能够在角位置传感器正常工作时，利用双余度的优势，提高角位置传感器的精度，而在一个余度出现故障时，能立即检测出故障，并将故障余度角位置传感器隔离，切换到单余度工作模式，利用未故障余度角位置传感器继续对舵面角位置进行采集与处理，有效的提高了舵机系统舵面角位置传感器的可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括CPU、滤波电路、调理电路和双余度角位置传感器。其中，双余度角位置传感器采集舵机舵面的角位置，输出两路舵面角位置采样值，分别经过一个调理电路，调理成CPU的AD模块能够识别的电压值，再分别经过一个滤波电路滤波，输入CPU进行处理。当一个余度发生故障时，切除该余度信号，并用另一余度的舵面角位置采样值作为最终的位置闭环反馈数据，系统仍然可以完成指定功能。

所述的双余度角度位置传感器为两个电气独立的电位计，同轴安装，且分别连接一个调理电路。

本发明工作时包括以下步骤：

第一步：采集舵机的两路舵面角位置采样值，分别进行调理和滤波。

第二步：判断两路舵面角位置采样值是否都超出设定阈值，若是，则判定装置故障并报错，位置闭环反馈数据（即位置值综合输出）等于0，；若不是，进入第三步。

第三步：判断两路舵面角位置采样值的差值是否超出设定阈值，若不是，位置闭环反馈数据等于两路舵面角位置采样值之和除以二；若是，进入第四步。

第四步：判断舵面位置给定值与两路舵面角位置采样值的差值大小，位置闭环反馈数据等于较小差值对应的那一路舵面角位置采样值。

第二步所述的设定阈值为-30°~+30°，第三步所述的设定阈值为-3°~+3°。

本发明应用于舵机舵面角位置监测与反馈，与传统位置传感器监测与反馈方法相比具有以下优点：

1）采用双余度传感器，在两个余度传感器正常工作时，减小了传感器的误差，提高了传感器的精度。

2)当一个余度传感器故障时，系统能够继续正常工作，提高了系统的可靠性。

3）当一个余度传感器故障时，提供相应的故障点信息，为装置维护提供了方便。

附图说明

图1为舵机舵面角位置传感器传感器冗余装置结构图。

图中，1—位置传感器冗余控制模块CPU，2—余度1滤波电路，3—余度2滤波电路，4—余度1调理电路，5—余度2调理电路，6—双余度位置传感器。

图2为双余度位置传感器结构图。

图中，7—余度1位置传感器，8—余度2位置传感器。

图3为舵机舵面角位置传感器冗余装置控制方法。

具体实施方式

本发明包括CPU、余度1滤波电路、余度1调理电路、余度2滤波电路、余度2调理电路、双余度角位置传感器。其中，双余度角位置传感器采集舵机舵面的角位置，输出两路舵面角位置值，分别经过余度1调理电路和余度2调理电路，调理成CPU的AD端口能够识别的电压值，再经余度1滤波电路和余度2滤波电路滤波，输入CPU进行处理。