基于Elmo數字伺服控制器的機載吊艙陀螺穩定平臺設計

2．2．3 吊艙運動(dòng)信號處理電路
吊艙系統除了要實(shí)現基本的陀螺穩定功能外，還必須具備巡航、跟蹤等功能。因此，整個(gè)吊艙系統還有轉動(dòng)信號、漂移信號的處理電路。這兩個(gè)信號是通過(guò)控制面板(HCU)上相應的開(kāi)關(guān)按鈕來(lái)控制。圖4為吊艙運動(dòng)信號處理電路原理圖。

2．3 系統軟件設計
Elmo Whistle數字化智能驅動(dòng)器的軟件結構總體可分為2大部分：1)驅動(dòng)器本身的程序，這個(gè)包括引導程序，固件和個(gè)性化的設置。這些程序可以通過(guò)官方網(wǎng)站下載，然后根據特定的驅動(dòng)器型號進(jìn)行燒錄；2)用戶(hù)自己的程序，以實(shí)現用戶(hù)自行設計的功能。
在本系統軟件設計中，主要完成陀螺穩定的功能。通過(guò)采集Elmo Whistle控制器的模擬輸入口由光纖陀螺反饋回來(lái)的電壓信號AN[1]，在程序設定相應的跟隨比例AG[2]，實(shí)現相應的陀螺穩定功能。這里的關(guān)鍵是參數AG[2]的確定。這個(gè)參數首先有一個(gè)估算的過(guò)程，估算完成后，可以在稍后的調試環(huán)節中進(jìn)行微調，最終實(shí)現精準的陀螺穩定功能。參數AG[2]可以按以下方法估算：
1)在Smart Terminal界面中，將輸入AN[1]設定為1 V，測量此時(shí)吊艙的轉速，設為N，并在Smart Terminal界面中查看電機的轉速為S1，單位為count／s；
2)光纖陀螺最大感應輸出電壓為2．5 V，此時(shí)對應吊艙的速度應為M，M的值在吊艙設計時(shí)已經(jīng)設定，為60(°)／s；此時(shí)電機的轉速為S2，則S2的值為：S2=(60／N)xS1；
3)比例因子AG[2]=S2／2.5；
Elmo Whistle內部有可調用函數，通過(guò)相應的設置語(yǔ)句，控制器就可以根據判斷6個(gè)數字輸入口的狀態(tài)，執行相應的內部函數。在本系統中，體現為L(cháng)OCK信號功能、限位信號功能以及指示輸出等。圖5為陀螺穩定系統的部分軟件流程圖。

為了真正實(shí)現機載吊艙的數字化，在實(shí)現以上功能之外，本系統還就指令控制吊艙運動(dòng)做了相應的嘗試。在原有的軟件模塊中，通過(guò)判斷輸入口3的狀態(tài)．增加了一個(gè)串口通信模塊。如果檢測到控制器數字輸入口3為低電平，則觸發(fā)串口通信模塊子程序，向控制器發(fā)送控制狀態(tài)字，實(shí)現指令控制吊艙功能。當然，這個(gè)功能也可以通過(guò)PC機向控制器發(fā)送相應的指令實(shí)現。

3 結束語(yǔ)
配合Elmo公司的Studio界面和Recorder軟件，可以分析機載吊艙陀螺穩定平臺是否達到技術(shù)指標要求，并且在有必要的時(shí)候修改系統硬件電路設計和程序中的參數，以達到預期的目標。
本系統最終設計出的機載吊艙陀螺穩定平臺，應用于目前的吊艙系統中，吊艙的穩定性能達到50μrad，俯仰轉動(dòng)角度為-120°～+15°，方位轉動(dòng)角度為360°連續，最大轉動(dòng)速度為60(°)／s最大轉動(dòng)加速度200(°)／S2，功耗小于240 W。