基于APSoC冗余智能控制驱动平台研制

针对三冗余机电静压伺服系统的研制需求,设计了基于双核全可编程片上系统(All Programmable System on Chip,APSoC)技术的多总线三冗余伺服控制驱动器。通过数字总线实现子控制驱动模块之间信息共享,采用IP核技术实现硬件加速、多电机高速并行控制;通过试验验证多电机控制的同步性能和测量细节全还原技术;采用多种温度、压力传感器、过流保护电路等构建伺服系统健康网络体系,结合余度表决和故障切除逻辑搭建了三冗余控制驱动平台,对多任务的不同实时性需求分配任务等级,双核协同工作,研制的产品实物通过了系统验证。

伺服传感器抗干扰与融合滤波技术研究

针对大功率机电伺服系统中电磁干扰导致伺服位移传感器数据采集不准确的问题,分析和实现了线位移传感器差分抗干扰技术和基于互补滤波的机电伺服系统传感器数据融合滤波技术。该技术将传统线位移传感器输出改进为差分信号,并将线位移传感器采集的伺服位移数据与电机转速数据进行融合,从而获得动态响应好、数值可靠的伺服位移信号。通过在现有机电伺服系统中实现并取得试验数据,验证了该技术的有效性。

一种用于分布式控制的光纤通信协议设计与仿真

针对航天飞行控制系统特点,对比了光纤通道协议的三种拓扑结构的应用,对实际特定应用中功能与需求结合不紧密的方面进行研究,提出了一种适用于航天领域分布式控制的光纤通信协议;详细描述了协议的功能框架、拓扑结构和数据格式,基于FPGA搭建了通信协议的实现平台,着重描述了工作流程和状态机设计,最后对协议设计进行了多节点通信仿真;结果表明通信协议能够满足分布式控制需求;对于未来光纤总线在航天领域的应用具有推广意义。

故障检测补偿式三余度伺服控制方法设计验证

为满足全系统数字化需求,并确保产品可靠性,对各类三余度控制技术进行了对比分析。针对机械反馈式伺服机构的控制特点,对故障模式采用智能识别技术,分析了不同故障模式对伺服系统的影响。采用软硬件结合的智能控制技术,设计了一种新型三余度伺服控制方法;搭建了系统故障模拟试验平台,经验证满足设计意图,在一度故障及一种两度故障模式下,伺服机构性能也可以满足任务需求;最后对三余度伺服控制方法的发展进行了展望。

基于CPLD的系统硬件看门狗设计

基于以DSP芯片TMS320F2812为核心的数字伺服控制器,以国微电子公司的SM1032国产CPLD(兼容Lattice公司的ispLSI 1032)为载体,设计了专用的系统硬件看门狗模块,具备识别DSP软件初始化时序、自由定制看门狗时序等功能。通过对伺服控制器上电及工作运行时序的分析、仿真和实验验证,确定了硬件看门狗功能模块的设计方案,并给出了实验结果。

基于ZYNQ7000的伺服控制平台设计

本文设计了基于ZYNQ7000的伺服控制平台,发挥APSoC异构多核架构的优势,将电机控制驱动器常用的控制、采集和算法功能封装成统一的定制化IP核,作为协处理器集成实现并行化硬件加速,详细描述了几种IP核的设计、集成、使用方法和波形测试验证,研制了产品实物,通过了机电伺服系统测试验证。对比目前基于DSP为核心的电机控制方案,本方案具有集成度高、运算速度快、可扩展多电机同步控制等优势。

基于高层次综合的SVPWM算法设计与验证

针对多电机高速并行控制需求,以Xilinx的K7系列FPGA为主控平台,在Vivado开发环境中,采用高层次综合(High Level Synthesis,HLS)技术,搭建永磁同步电机系统电流环及SVPWM算法IP核,结合模拟量采集和PWM输出IP核,实现了全并行化的电机控制系统算法,建立了仿真模型,对算法的精度、资源消耗、实时性等指标进行了分析与优化,搭建了硬件平台,与基于嵌入式C程序设计的算法进行同步输出对比。结果表明,该设计方案计算准确、性能更优、开发效率高、维护方便,能够应用于多电机并行控制、高频控制产品。

一种双冗余LVDT式位移传感器设计

介绍了一种双冗余LVDT式位移传感器及其变换电路。传感器运用差动变压器式工作原理,采用串联冗余结构形式,实现了结构串联、功能并联的双路冗余线位移测量。测量参数采用数字拟合的方法,解决了串联双冗余LVDT位移传感器的固有特性决定的线性度较低、无法满足系统任务指标要求的问题,提高了测量信号的线性度、系统的控制精度,缩短了调试周期,提高了效率,满足了新一代控制系统高可靠性的要求。

航天数字伺服系统控制器产品化设计

随着信息技术在航天伺服领域的广泛应用,伺服系统的核心控制设备——数字伺服系统控制器也得到快速发展,已从几种发展为十几种。这些快速发展的产品均具有高要求、高风险和小子样的特点,使用经典质量与可靠性工程技术方法难以满足航天产品高质量和高可靠性的研制需求。为解决这一问题,北京精密机电控制设备研究所开展了航天数字伺服系统控制器产品化设计研究与实践工作。

基于DSP的手机实时图像浏览平台的设计

设计了基于DSP的手机实时图像浏览平台,选用TI公司的TMS320DM642作为主处理器,配合音视频编解码芯片、以太网收发器,实现了四路音频视频采集、一路音频视频输出、网络传输、手机实时访问图像功能,经测试,系统稳定,图像清晰,实时性好。

基于DSP+FPGA数据传输系统的实现

基于航天电子系统逐渐光纤化、高速化的发展趋势,设计了一种光纤通信的高速数据传输系统,通过耦合Xilinx公司最新一代的Virtex-5系列FPGA,顺利实现了超高速的DSP数据采集与处理。采用多种方法解决了在数据传输系统中FPGA与DSP信号不匹配的问题,进行了一系列的仿真实验。测试表明,该系统能够顺利的实现Gbps的数据传输,在数据传输开始时产生帧开始标志sof_n,在传输结束时产生帧结束标志eof_n。同时,该系统有低成本、高通用性和低失真度等优势,可成功用于光通信等领域中。

一种旋转变压器解码调理电路设计及应用

本文介绍了一种旋转变压器解码调理电路设计及应用方法,具有掉电后不丢失数据等优点,所采用的改进型外围电路,大大降低了电路设计成本,其信号输出能够很好满足系统要求。

基于DSP的多总线多通道伺服控制器的研制

研制了一种基于DSP28335的伺服控制器,采用RS422和CAN通用工业总线进行外部通信接口,可多通道采集模拟电压信号,模拟电流信号,单台控制器可同步控制4台液压或2台机电伺服机构伺服动作。本文给出了该控制器功能、硬件结构和软件设计方法。该控制器小型,简单,可以方便地实现人机交互和实时控制部件的参数化,具有广阔的工业应用性。