[发明专利]一种高度集成的直流伺服电动舵机控制装置及方法

权利要求书

1.一种高度集成的直流伺服电动舵机控制装置，其特征在于，所述装置包括控制电路和4路功率驱动电路；所述4路功率驱动电路分别与4路直流伺服电动舵机的执行机构连接；

所述控制电路，包括DSP处理器，通过异步串行总线接口接收弹上计算机/上位机发送的4路舵面偏转角指令，通过A/D模块接收电动舵机执行机构反馈的4路舵面偏转角度值，经处理得到4路PWM信号和4路方向信号；

所述4路功率驱动电路，接收所述的4路PWM信号和4路方向信号分别用于驱动4路直流伺服电动舵机的转速和转向。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述功率驱动电路包括光耦、驱动芯片和H桥电路；

所述光耦，接收所述控制电路输出的PWM信号和方向信号，输出隔离后的PWM信号和方向信号；

所述驱动芯片，接收隔离后的PWM信号和方向信号，并依据控制逻辑输出H桥驱动信号，驱动所述H桥电路，控制一路所述直流伺服电动舵机的转速和转向。

3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述驱动芯片，为所述光耦提供供电电源；所述PWM信号用于驱动H桥电路的下桥臂功率MOS管，所述方向信号用于驱动H桥电路的上桥臂功率MOS管。

4.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述控制逻辑包括：

当方向信号为高电平时，所述驱动芯片输出的上桥驱动信号1为持续高电平，上桥驱动信号2为持续低电平，下桥驱动信号1为持续低电平，下桥驱动信号2为放大后的PWM信号；

当方向信号为低电平时，所述驱动芯片输出的上桥驱动信号1为持续的低电平，上桥驱动信号2为持续的高电平，下桥驱动信号1为放大后的PWM信号，下桥驱动信号2为持续的低电平。

5.一种高度集成的直流伺服电动舵机控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、舵机控制装置的异步串行总线接口通过数字通信协议，实现DSP与弹上计算机/上位机高速数字交互，实时接收4路舵面偏转角指令；

步骤2、由舵机执行机构上的位置传感器，采集实际的4路舵面偏转角度值，经调理电路处理后，进行模/数变换，并基于同步串行通信接口输入到控制电路的DSP中；

步骤3、DSP处理器基于接收到的舵面偏转指令和实际舵面偏转角度，进行位置闭环控制运算；

步骤4：基于DSP内部集成的PWM外设模块，产生4路PWM信号和4路方向信号；

步骤5：功率驱动电路，接收所述的4路PWM信号和4路方向信号，从而驱动传动机构，实现舵面偏转。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述步骤5进一步包括以下步骤：

步骤5.1、所述功率驱动电路中光耦对PWM信号和方向信号进行隔离处理，并输出PWM信号和方向信号；

步骤5.2、经过隔离的PWM信号和方向信号输入驱动芯片；

步骤5.3、所述驱动芯片接收PWM信号和方向信号，并依据控制逻辑输出H桥驱动信号，从而驱动H桥电路；

步骤5.4、所述H桥电路作用于电动舵机执行机构的直流电机，从而驱动传动机构，实现舵面偏转。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述光耦供电电源由所述驱动芯片提供。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述驱动芯片只需要提供直流母线电压。

9.根据权利要求6-8之一所述方法，其特征在于，所述PWM信号用于驱动H桥电路的下桥臂功率MOS管，所述方向信号用于驱动H桥电路的上桥臂功率MOS管。

10.根据权利要求6-8之一所述方法，其特征在于，所述控制逻辑包括：

当方向信号为高电平时，驱动芯片输出的上桥驱动信号1为持续的高电平，上桥驱动信号2为持续的低电平，下桥驱动信号1出为持续的低电平，下桥驱动信号2为放大后的PWM信号；当方向信号为低电平时，驱动芯片输出的上桥驱动信号1为持续的低电平，上桥驱动信号2为持续的高电平，下桥驱动信号1为放大后的PWM信号，下桥驱动信号2为持续的低电平。