[发明专利]一种机电伺服系统

说明书

技术领域

本发明涉及机电技术领域，特别是指一种机电伺服系统。

背景技术

机电伺服机构是飞行器控制系统的执行机构，通过接收控制系统的指令，产生直线或者是旋转运动，推动飞行器的舵面产生操纵力矩，实现飞行器的推力矢量控制。机电伺服系统具有结构简单、动态特性好、装配维护性好的特点，在舵面操纵控制领域得到广泛的应用。

但是，现有的液压伺服系统存在漏油和结构适应性差，难于维护等诸多问题。且现有的机电伺服系统结构复杂、安装空间狭小、重量大可靠性不够高，以及其中驱动控制多采用“一拖一”方案，不利于系统小型化和轻量化，很难满足伺服系统的安装和动态特性要求。因此，急需一种能够满足狭小安装空间舵面操纵的安装和动态特性要求的伺服系统。

发明内容

为了解决现有机电伺服系统结构复杂、安装空间狭小、重量大，驱动控制只能一拖一，不利于系统小型化和轻量化的问题，本发明提供一种机电伺服系统，本发明提供的机电伺服系统采用1台控制驱动器控制3台机电伺服作动器，具有高度集成性，解决了现有技术存在的上述问题。

本发明提供的一种机电伺服系统，包括一台控制驱动器和三台机电伺服作动器；所述控制驱动器的输入端通过RS422总线与当前机电伺服系统的上位机控制系统连接，输出端和所述三台机电伺服作动器分别连接；所述控制驱动器用于接收当前机电伺服系统的上位机控制系统发来的控制指令，采集各机电伺服动作器的直线运动位移信号以及各机电伺服动作器的伺服电机的相电流、伺服电机转动角位置，实现对所述三台机电伺服作动器的闭环控制。

其中，每个所述机电伺服作动器包括伺服电机、滚珠丝杠、导向机构、线位移传感器、旋转变压器、壳体、螺栓组件、支耳组件、限摆机构；所述伺服电机的一边轴端与所述滚珠丝杠连接，另一边轴端安装有所述旋转变压器；所述支耳组件、限摆机构均安装于所述旋转变压器的外侧，且所述限摆机构和支耳组件在机电伺服作动器的径向上对齐；所述导向机构具有一圆柱形导向槽，所述滚珠丝杠的一侧轴设置于所述导向机构的导向槽内，在所述伺服电机旋转时，所述滚珠丝杠在所述导向机构的导向槽内运动；所述螺栓组件安装于所述导向机构的外侧轴端；所述线位移传感器与所述滚珠丝杠固定连接；所述伺服电机、滚珠丝杠、导向机构、线位移传感器、旋转变压器、螺栓组件、支耳组件均设置于所述壳体内；所述控制驱动器通过所述旋转变压器采集所述伺服电机的转动角位置，并通过所述线位移传感器采集所述机电伺服作动器的直线运动位移信号。

其中，所述滚珠丝杠为单螺母固定式内循环滚珠丝杠，且通过增大钢球直径预紧。

其中，所述线位移传感器采用直线、双联、接触式、带中心抽头的合成膜电位计；所述电位计的电刷组件固定于所述滚珠丝杠的螺母上，两个电阻板片安装在所述壳体的两侧。

其中，所述伺服电机和滚珠丝杠之间通过小余量过盈配合方式平键直连。

其中，所述限摆机构为关节轴承限摆装置，包括小支耳；所述限摆机构的小支耳和所述支耳组件的大支耳平行设置。

其中，所述控制驱动器包括通讯模块和三个电机控制驱动模块，每个所述电机控制驱动模块的输入端与所述通讯模块连接，输出端与一台机电伺服动作器连接；所述通讯模块通过RS422总线实现与当前机电伺服系统的上位机控制系统的通讯连接，并通过CAN总线实现与所述电机控制驱动模块的数据交换；每个所述电机控制驱动模块用于在当前机电伺服系统的上位机控制系统的控制下，采集与自身连接的机电伺服动作器的伺服电机的相电流、转动角位置以及机电伺服作动器的直线运动位移信号，通过SVPWM空间矢量控制方法得到6路PWM控制信号，并将所述6路PWM控制信号输出至与自身连接的机电伺服动作器，以实现对该机电伺服动作器的位置以及伺服电机的电流、速度的闭环控制。