[发明专利]火炮交流伺服驱动器通用控制模块

说明书

本发明属于火炮随动系统交流伺服驱动器电路设计技术领域，具体涉及一种火炮交流伺服驱动器通用控制模块，根据该控制模块的电路要实现的功能，按照通用化、模块化的设计方法将控制电路划分为接口模块、I/O隔离模块、电源转换模块、通信模块、位置解算模块、运算和控制模块、逻辑控制模块、信号调理模块，其中通信模块包括CAN通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块，位置解算模块包括旋转变压器位置解算模块和光电编码器位置解算模块，然后对控制电路的各功能模块进行电路设计，电路中涉及的电子元器件选用体积小功能可靠的贴片产品，并按照最小化布局的多层板设计方法进行印制板布局和设计，形成了130mm×85mm尺寸的控制模块产品。

技术领域

本发明属于火炮随动系统交流伺服驱动器电路设计技术领域，具体涉及一种火炮交流伺服驱动器通用控制模块，其为交流伺服驱动器控制电路的模块化设计及通用化设计技术。

背景技术

火炮随动系统中交流伺服驱动器控制高低交流伺服电机和方位交流伺服电机按照给定的转速运动，控制火炮身管方位和高低两个方向的运动。要实现对交流伺服电机的转速控制，主要通过交流伺服驱动器的控制电路和驱动电路两部分共同完成，其中控制电路通过接收上位机的速度主令信号及电机位置反馈和相电流反馈，并对接收信号进行处理和计算，输出控制信号给驱动电路，驱动电路通过隔离及功率放大后控制功率管的通断，达到控制输出到交流伺服电机电流和电压的目的，从而控制交流伺服电机的转速。其控制原理框图如附图1所示。交流伺服驱动器的控制电路是交流伺服驱动器的核心和关键部件，其电路设计的好坏直接影响交流伺服驱动器的性能。

目前控制电路的设计中关于接口和内部电路均不统一，不同的设计者具有不同的形式，造成控制电路的功能、性能没有达到最优，对不同的控制对象没有良好的适用性，对不同的功能要求没有良好的通用性和兼容性，同时，产品的体积较大，无法满足产品的轻量化和高可靠性的要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：为了解决控制电路目前存在的问题，如何提供一种通用性控制模块，实现控制电路的模块化、小型化，可以应用于不同的控制对象，适应不同的控制要求。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种火炮交流伺服驱动器通用控制模块，所述通用控制模块包括：接口模块、I/O隔离模块、电源转换模块、通信模块、位置解算模块、运算和控制模块、逻辑控制模块、信号调理模块。

其中，所述通信模块用于完成上位机和通用控制模块之间的数字通信功能，该模块包括CAN通信模块、485串口通信模块、232串口通信模块，以适应和上位机不同的通信要求。

其中，所述位置解算模块用于将电机转子角度信号转换成数字量，所述位置解算模块包括光电编码器位置解算模块和旋变位置解算模块，以适应不同的电机转子位置反馈形式。

其中，所述I/O隔离模块用于对输入输出控制模块的数字I/O信号进行电气隔离和电平匹配。

其中，所述信号调理模块用于对输入的模拟量进行滤波和电压调节，调节后输入到运算和控制模块进行A/D转换。

其中，所述逻辑控制模块用于对运算和控制模块输出到驱动模块的六路PWM信号以及驱动模块输出到运算和控制模块的保护信号进行逻辑处理，保证运算和控制模块的六路PWM信号在正常工作情况下的可靠传输。

其中，所述电源转换模块用于将火炮提供的标准控制电源转换成各模块需要的工作电源，包括+5V和±12V。

其中，所述接口模块包括接口模块1和接口模块2；接口模块1用于实现上位机和通用控制模块之间的信息传送及控制供电，接口模块2用于实现通用控制模块和驱动模块之间的信息传送。