機載電子產品伺服控制系統的開發應用

陳亮 西南科技大學城市學院

1.機載電子產品與伺服系統

1.1 機載電子

機載電子產品，就是飛機上的電子產品，在生產機載電子產品過程中對精度要求極高，即使很細微的誤差都有可能成為飛機高速飛行中的災難。在機載電子產品生產過程中，需要優化開發其伺服控制系統，以確保提高機載電子產品工作效率，提升機載電子產品質量。

1.2 伺服系統概念

對于實際應用中，伺服系統往往就是一種能夠基于對象的機械參數（“位移、角度、力、轉矩、速度、加速度”），而自動控制該對象的系統；也有人指出，伺服系統也是執行機構能夠按照控制信號要求，而做出相關動作指令的系統，也即在控制信號到來之前，對于被控的對象往往是保持靜止不動的狀態，只有在系統接收到了伺服控制信號之后，此時的被控對象也會按指令要求做出動作。故此，在設計開發伺服系統中，要確保系統的輸出量可自動、快速以及準確地反饋輸入量變化。

2.開發需求分析

機載電子產品中，在其開發階段，應該從硬件開發、軟件開發、網絡與總線開發過程以及專用集成電路開發過程、電源與機電控制系統開發等過程中，保障機載電子產品開發質量。機載電子產品的伺服控制系統開發中，應該確保伺服系統能夠具備高精度需求，確保輸出量能有效復現輸入量的精確數據。并且，設計伺服控制系統中，確保系統可以在給定的輸入條件以及外界干擾作用影響下，經過短暫的時間調節，就可確保伺服系統恢復初始平衡狀態。還應該確保伺服控制系統可以快速響應機載電子產品信號，并跟蹤信號，確保設計的伺服控制系統滿足實際應用需求。

3.開發設計機載電子產品的伺服控制系統

3.1 總體結構設計

機載電子產品的伺服控制系統開發中，處理器采用TMS320F2810芯片，它作為整個伺服系統的控制核心部分，主要就是負責實現控制策略與控制算法的，同時可以與人機界面進行交互通信，實現對于機載電子產品伺服系統數據的處理；同時，也可對伺服系統運行安全進行保護，在機載電子生產中發揮引導功能，給出危險的報警顯示。采用EPM7128集成芯片，有效的將系統外部的光電編碼器信號，引用連接到系統的邏輯輸入與輸出端，有效的減輕伺服控制系統的電路設計工作難度，增強系統硬件設計過程中的的靈活性。對于本次伺服控制系統總體結構如下圖1所示。

圖1 系統的總體結構

3.2 系統功能設計

機載電子產品伺服控制系統設計中，主要就是能夠控制在機載電子產品中的天線運動狀態，實現對于其天線的控制與轉換操作；并且，還可以根據機載伺服系統跟蹤信息需求，對指定的機載電子產品目標開展實時的跟蹤。故此，對于本次設計的伺服控制系統中，其功能如下圖2所示：

圖2 伺服控制系統的功能結構

系統自檢的功能：對于機載電子產品生產上電之后，首先系統就可以進行產品的上電自檢，并能夠在隨后機載電子產品生產中，根據伺服控制程序DCSS指令，周期性的自檢。

引導的功能：對于伺服控制系統，在接收到機載電子產品的引導角度指令之后，就可以驅動系統的天線定位到這個角度上，以達到系統設計需求，滿足引導控制功能。

掃描功能：對于本次設計的伺服控制系統中，當接收了發送到機載電子產品扇掃的指令之后，就能夠根據載機坐標系，伺服控制機載電子產品的天線，扇形進行角度以及速度的掃描。

跟蹤的功能：開發應用伺服控制系統，可以在實際應用中跟蹤記載電子產品狀況，能夠根據伺服控制系統中的跟蹤指令，對機載電子產品的控制天線將會進入到跟蹤狀態，發揮跟蹤作用。

3.3 系統代碼實現

再用下式計算扇區號

為可以采用定點處理器進行浮點運算，對于伺服控制系統的軟件設計中，須考慮系統參數因素，合理設置定表格示，見（4）式。

4.分析系統開發應用效益

基于本次開發的機載電子產品伺服控制系統，主要優點是良好的穩定性和可靠性，應用高速集成控制器，可以提高系統的響應速度和精度。通過可編程控制器件的控制，容易實現軟件算法，方便調試維護和系統升級。系統具有友好的人機界面，較高的集成度，可以節省能源，發揮積極應用效益。

結論：綜上所述，開發設計數字信號處理器與可編程邏輯器件相結合的伺服控制系統，能夠提升機載電子產品伺服控制系統的工作穩定性，發揮積極應用價值，值得在實踐中推廣應用該開發方案。