[发明专利]一种电动舵机控制方法和电动舵机控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电机伺服控制技术领域，更具体地说，涉及一种电动舵机控制方法和一种电动舵机控制器。

背景技术

在以飞行控制计算机（简称“飞控计算机”）为核心的飞行控制系统中，用于控制飞行器实现舵面偏转的伺服系统，俗称舵系统。具体的，所述舵系统可采用包括有电动舵机（内部配置有一个直流伺服电机、减速器和直线位移转化装置等）和电动舵机控制器组成的电动舵系统；所述电动舵机控制器根据所述飞控计算机给定的舵面偏转指令，控制所述电动舵机带动舵面偏转到预设位置。

目前所述电动舵系统逐渐向着响应快、功率大、体积小的趋势发展，这就要求所述直流伺服电机必须具有较大的输出功率及较小的安装空间，但是大功率直流伺服电机的制造工艺较难、且成品的体型庞大，而体型的增大又势必会限制所述电动舵系统的响应速度；因此为顺应所述电动舵系统的发展趋势，可采用目前具有较小输出功率（一般为300瓦以下）的多个小型直流伺服电机（以下简称为“小功率电机”）来共同替代所述大功率直流伺服电机，那么此时需要解决的技术问题就是：如何对所述小功率电机的运行状态进行控制，从而达到由所述小功率电机来共同驱动电动舵机带动舵面偏转到预设位置的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电动舵机控制方法和一种电动舵机控制器，以实现通过控制所述电动舵机中的小功率电机的运行状态，来驱动所述电动舵机带动舵面偏转到预设位置。

一种电动舵机控制方法，包括：

获取飞控计算机下发的用于控制舵面偏转到预设位置的舵面偏转指令；

获取所述舵面的实际位置，直至判断得到所述实际位置与所述预设位置之间的偏差满足预设的偏差允许范围；

反之若所述偏差不满足所述偏差允许范围，则利用小功率电机的目标转速确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置，得到所述小功率电机的目标转速；利用所述小功率电机的目标转向确定方法来处理所述实际位置和所述预设位置，得到所述小功率电机的目标转向；

生成并发出用于控制所述小功率电机以所述目标转速进行运转的转速控制信号，以及用于控制所述小功率电机以所述目标转向进行运转的转向控制信号。

其中，所述目标转速确定方法为：采用公式n=（i×|P₁-P₂|×l）/（a×b×t）计算得到所述目标转速，

式中，n为所述目标转速；常数i为所述电动舵机中的减速器的减速比；P₁为所述实际位置；P₂为所述预设位置；常数l为所述电动舵机中的直线位移转化装置的最大输出位移；常数a为所述直线位移转化装置输出单位位移时，电动舵系统中的模拟/数字转换器对应输出的数字量；常数b为所述小功率电机每转一转时，所述直线位移转化装置对应输出的直线位移；t为预设舵面偏转响应时间。

其中，所述目标转速确定方法为：

在预设间隔时间下，采用公式n=（i×|P₁-P₂|×l）/（a×b×t）计算得到多个初级目标转速，式中，n为所述初级目标转速；常数i为所述电动舵机中的减速器的减速比；P₁为所述实际位置；P₂为所述预设位置；常数l为所述电动舵机中的直线位移转化装置的最大输出位移；常数a为所述直线位移转化装置输出单位位移时，电动舵系统中的模拟/数字转换器对应输出的数字量；常数b为所述小功率电机每转一转时，所述直线位移转化装置对应输出的直线位移；t为预设舵面偏转响应时间；

计算得到所述多个初级目标转速的平均值，作为所述目标转速。

其中，所述目标转速确定方法为：在计算得到所述目标转速之后，还包括

判断所述目标转速是否满足预设转速范围，当所述目标转速不满足所述预设转速范围时，设定所述目标转速为预设值。

其中，所述目标转向确定方法包括：

采用公式U=kp*Δ|P₁-P₀|+kd*d|P₁-P₀|/dt计算得到目标转向判断量，其中所述电动舵机控制方法基于比例-微分控制系统实现，式中：U为所述目标转向判断量，kp为所述比例-微分控制系统的比例系数，kd为所述比例-微分控制系统的微分系数，P₁为所述实际位置，P₀为舵面未发生偏转时的舵面初始位置，t为预设舵面偏转响应时间；

根据所述目标转向判断量与预设转向临界值的大小比较结果，确定所述目标转向。