一種基于dsp的加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種電機(jī)閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，特別涉及一種基于DSP的加油軟管 自動(dòng)收放控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著母艦的噸位增加，甲板艦載機(jī)數(shù)量也越來越多，艦載機(jī)可能會(huì)停靠在距離加 油終端裝置越來越遠(yuǎn)。以往的靠人力來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)加油軟管收放的方法變得越來越不適 應(yīng)當(dāng)前工作的需要，所以需要設(shè)計(jì)軟管收放自動(dòng)控制裝置。加油軟管自動(dòng)收放系統(tǒng)是通過 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)加油軟管的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，通過實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制達(dá)到平穩(wěn)收放，同時(shí)利用 光電碼盤來計(jì)量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的距離，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的收放到位。
[0003] 航空母艦是保衛(wèi)祖國(guó)的利器，可以說是戰(zhàn)爭(zhēng)中的殺手锏，而在戰(zhàn)爭(zhēng)中效率往往是 取得勝利關(guān)鍵，所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到效率問題，加油軟管控制系統(tǒng)就是提高工作效率 的一種設(shè)計(jì)，它相對(duì)于人工轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)盤不但精度高而且收放軟管速度快可調(diào)節(jié)同時(shí)還可 以對(duì)轉(zhuǎn)盤位置進(jìn)行計(jì)量，適用于多種環(huán)境的加油，如果時(shí)間急迫，系統(tǒng)可以讓電機(jī)全速工 作，相反的話系統(tǒng)也有低速穩(wěn)定的加油方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服隨著母艦的噸位增加，甲板艦載機(jī)數(shù)量也越來越多，艦 載機(jī)可能會(huì)?？吭诰嚯x加油終端裝置越來越遠(yuǎn)靠人力來拽拉加油軟管的工作將變得越來 越不適應(yīng)當(dāng)前工作的問題，提供一種基于DSP的加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本發(fā)明的硬件設(shè)計(jì)包括：光電隔離部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、位置檢測(cè)和速度反饋部 分、和人機(jī)交互等硬件部分。軟件設(shè)計(jì)方面主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘源設(shè)定、GPIO口配置、PWM波 程序、LCD顯示、PID控制算法等。加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是：控制直 流力矩電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤負(fù)載，快速準(zhǔn)確的達(dá)到給定轉(zhuǎn)速同時(shí)使軟管達(dá)到目標(biāo)位置。系統(tǒng)硬件 設(shè)計(jì)分為兩大模塊，分別為TMS320F2812最小系統(tǒng)板和功能板。整個(gè)系統(tǒng)具有以下功能：① 內(nèi)部有一定的控制算法；②完成對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)及位置計(jì)量；③能夠產(chǎn)生控制信號(hào)并驅(qū) 動(dòng)電動(dòng)機(jī)；④完成電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速和圈數(shù)的同步顯示。其中，控制算法部分和輸出控制信號(hào)可 以由TMS320F2812完成，檢測(cè)部分由光電碼盤充當(dāng)，顯示部分用IXD12864模塊，輸入的控制 信息用鍵盤輸入。
[0007] 本系統(tǒng)的控制流程十分明確：當(dāng)工作人員啟動(dòng)系統(tǒng)后，首先，通過人機(jī)交互模塊中 的按鍵來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的給定值輸入，這其中包含目標(biāo)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向兩部分；然后，由DSP 中內(nèi)部算法，解算出給電機(jī)的輸入控制量，并有DSP控制芯片輸出PWM信號(hào)波和方向信號(hào)給 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)光電碼盤檢測(cè)負(fù)載的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)過的圈數(shù)，反饋給DSP;最后，DSP根據(jù) 當(dāng)前轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的差值進(jìn)行PID控制，調(diào)整輸出的PWM信號(hào)占空比和方向；最終目 標(biāo)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前圈數(shù)由顯示模塊顯示在液晶屏上，實(shí)現(xiàn)人員對(duì)系統(tǒng)的觀測(cè)。
[0008] 本發(fā)明還包括：
[0009] 加油軟管控制系統(tǒng)的主要部分包括DSP處理器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(直流力矩電機(jī))、被控對(duì) 象(加油軟管)、反饋元件(光電編碼器）等，這些器件將整個(gè)系統(tǒng)組成一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，依 據(jù)自動(dòng)控制理論的閉環(huán)反饋控制算法可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制。
[0010]PID控制中輸入e(t)和輸出u⑴的關(guān)系為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于DSP的加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)，其組成包括；光電隔離部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng) 部分、位置檢測(cè)和速度反饋部分、和人機(jī)交互模塊，其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分為兩大模塊，分別 為TMS32CF2812最小系統(tǒng)板和功能板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)，其特征是DSP 根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的差值進(jìn)行PID控制，調(diào)整輸出的PWM信號(hào)占空比和方向；最 終目標(biāo)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前圈數(shù)由顯示模塊顯示在液晶屏上，實(shí)現(xiàn)人員對(duì)系統(tǒng)的觀測(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)，其特征是加油 軟管控制系統(tǒng)的主要部分包括DSP處理器、直流力矩電機(jī)、加油軟管、反饋元件、光電編碼 器，該些器件將整個(gè)系統(tǒng)組成一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，依據(jù)自動(dòng)控制理論的閉環(huán)反饋控制算法 可W對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制。
【專利摘要】一種基于DSP的加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)，其組成包括：光電隔離部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、位置檢測(cè)和速度反饋部分、和人機(jī)交互模塊，其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分為兩大模塊，分別為TMS320F2812最小系統(tǒng)板和功能板，艦載機(jī)可能會(huì)?？吭诰嚯x加油終端裝置越來越遠(yuǎn)，靠人力來拽拉加油軟管的工作將變得越來越不適應(yīng)當(dāng)前工作的問題，提供了一種基于DSP的加油軟管自動(dòng)收放控制系統(tǒng)。本發(fā)明的硬件設(shè)計(jì)包括：光電隔離部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、位置檢測(cè)和速度反饋部分、和人機(jī)交互等硬件部分。軟件設(shè)計(jì)方面主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘源設(shè)定、GPIO口配置、PWM波程序、LCD顯示、PID控制算法等。
【IPC分類】G05B19-042, B64F1-28
【公開號(hào)】CN104678818
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310626292
【發(fā)明人】楊亮
【申請(qǐng)人】哈爾濱功成科技創(chuàng)業(yè)投資有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月29日