[发明专利]一种无人机舵系统位置检测方法

说明书

本发明涉及无人机舵系统控制技术领域，具体公开了一种无人机舵系统位置检测方法。该方法包括：步骤1、通过无人机舵系统微型控制器发出固定频率与占空比的方波信号，驱动并控制LVDT原边线圈的电源通断；步骤2、利用模数转换器来采集LVDT副边线圈的电压输出信号值；步骤3、对采集到的电压信号进行解调处理，并根据LVDT的特性进行非线性补偿，从而获得LVDT拉杆的位置信息；步骤4、利用温度传感器检测LVDT内部温度，根据LVDT的温度特性采用分段线性差值的方法对位置信号进行温度补偿；步骤5、将获得的位置信号通过微型控制器的通信外设输出。该方法可对LVDT进行非线性补偿与温度补偿，不仅大大缩小了LVDT的体积，提高了线性度，且具有很小温漂。

技术领域

本发明属于无人机舵系统控制技术领域，具体涉及一种无人机舵系统位置检测方法。

背景技术

考虑到无人机的重复使用性和高可靠性，舵系统的位置检测必须具有较长的使用寿命。线性差动变压器(LVDT)属于非接触式直线位移传感器，理论上具有无限次的使用寿命，非常适合用于无人机舵系统的位置检测。然而大多线性差动变压器的模拟式调制解调方法，不仅线性区小、有效量程短，造成LVDT的体积过大，而且由于不易补偿存在温漂较大的问题，模拟电压的输出形式还易受外界干扰，混合在输出信号中的高频的激磁信号成分如果滤波不彻底，在经过模数采集后易产生低频噪声影响舵系统性能，而过度滤波又会给位置反馈信号带来相位滞后，对系统的控制效果不利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机舵系统位置检测方法，可解决现有技术的不足，具有占用空间小、温漂低、寿命长以及抗干扰等优点，适用于无人机舵系统的位置检测。

本发明的技术方案如下：一种无人机舵系统位置检测方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、通过无人机舵系统微型控制器发出固定频率与占空比的方波信号，驱动并控制LVDT原边线圈的电源通断；

步骤2、利用模数转换器来采集LVDT副边线圈的电压输出信号值；

步骤3、对采集到的电压信号进行解调处理，并根据LVDT的特性进行非线性补偿，从而获得LVDT拉杆的位置信息；

步骤4、利用温度传感器检测LVDT内部温度，根据LVDT的温度特性采用分段线性差值的方法对位置信号进行温度补偿；

步骤5、将获得的位置信号通过微型控制器的通信外设输出。

所述的步骤1具体包括：

无人机舵系统微型控制器通过PWM发送固定频率与占空比的方波信号，频率在在2kHz～8kHz之间，占空比为50％；利用该方波信号控制PNP三极管的开通与关断，从而实现对LVDT原边线圈供电的控制。

所述的步骤2具体包括：LVDT中的2组副边线圈感应出原边线圈的电压信号，经过滤波后由微信控制器中的模数转换器采集，分别获得两组信号A和B。

所述的步骤3具体包括：

将步骤2获得的两组信号A和B进行数学处理，获得LVDT拉杆位移

x成近似线性关系的位置信息，用y表示：

在理想情况下：y＝k·x，其中k为比例系数；

受工艺以及磁场空间变化的影响，x与y并非绝对线性关系，线性度指标要求越高，LVDt的有效量程越短；为提高LVDT有效量程，必须对y进行非线性补偿；

假设LVDT的非线性特性可以用函数y＝f(x)表示，则补偿函数为其反函数f^-1(y)。对LVDT输出信号y进行补偿完成后得到函数值即为LVDT拉杆的实际位置x；