机载电子产品伺服控制系统的开发应用

陈亮 西南科技大学城市学院

1.机载电子产品与伺服系统

1.1 机载电子

机载电子产品，就是飞机上的电子产品，在生产机载电子产品过程中对精度要求极高，即使很细微的误差都有可能成为飞机高速飞行中的灾难。在机载电子产品生产过程中，需要优化开发其伺服控制系统，以确保提高机载电子产品工作效率，提升机载电子产品质量。

1.2 伺服系统概念

对于实际应用中，伺服系统往往就是一种能够基于对象的机械参数（“位移、角度、力、转矩、速度、加速度”），而自动控制该对象的系统；也有人指出，伺服系统也是执行机构能够按照控制信号要求，而做出相关动作指令的系统，也即在控制信号到来之前，对于被控的对象往往是保持静止不动的状态，只有在系统接收到了伺服控制信号之后，此时的被控对象也会按指令要求做出动作。故此，在设计开发伺服系统中，要确保系统的输出量可自动、快速以及准确地反馈输入量变化。

2.开发需求分析

机载电子产品中，在其开发阶段，应该从硬件开发、软件开发、网络与总线开发过程以及专用集成电路开发过程、电源与机电控制系统开发等过程中，保障机载电子产品开发质量。机载电子产品的伺服控制系统开发中，应该确保伺服系统能够具备高精度需求，确保输出量能有效复现输入量的精确数据。并且，设计伺服控制系统中，确保系统可以在给定的输入条件以及外界干扰作用影响下，经过短暂的时间调节，就可确保伺服系统恢复初始平衡状态。还应该确保伺服控制系统可以快速响应机载电子产品信号，并跟踪信号，确保设计的伺服控制系统满足实际应用需求。

3.开发设计机载电子产品的伺服控制系统

3.1 总体结构设计

机载电子产品的伺服控制系统开发中，处理器采用TMS320F2810芯片，它作为整个伺服系统的控制核心部分，主要就是负责实现控制策略与控制算法的，同时可以与人机界面进行交互通信，实现对于机载电子产品伺服系统数据的处理；同时，也可对伺服系统运行安全进行保护，在机载电子生产中发挥引导功能，给出危险的报警显示。采用EPM7128集成芯片，有效的将系统外部的光电编码器信号，引用连接到系统的逻辑输入与输出端，有效的减轻伺服控制系统的电路设计工作难度，增强系统硬件设计过程中的的灵活性。对于本次伺服控制系统总体结构如下图1所示。

图1 系统的总体结构

3.2 系统功能设计

机载电子产品伺服控制系统设计中，主要就是能够控制在机载电子产品中的天线运动状态，实现对于其天线的控制与转换操作；并且，还可以根据机载伺服系统跟踪信息需求，对指定的机载电子产品目标开展实时的跟踪。故此，对于本次设计的伺服控制系统中，其功能如下图2所示：

图2 伺服控制系统的功能结构

系统自检的功能：对于机载电子产品生产上电之后，首先系统就可以进行产品的上电自检，并能够在随后机载电子产品生产中，根据伺服控制程序DCSS指令，周期性的自检。

引导的功能：对于伺服控制系统，在接收到机载电子产品的引导角度指令之后，就可以驱动系统的天线定位到这个角度上，以达到系统设计需求，满足引导控制功能。

扫描功能：对于本次设计的伺服控制系统中，当接收了发送到机载电子产品扇扫的指令之后，就能够根据载机坐标系，伺服控制机载电子产品的天线，扇形进行角度以及速度的扫描。

跟踪的功能：开发应用伺服控制系统，可以在实际应用中跟踪记载电子产品状况，能够根据伺服控制系统中的跟踪指令，对机载电子产品的控制天线将会进入到跟踪状态，发挥跟踪作用。

3.3 系统代码实现

再用下式计算扇区号

为可以采用定点处理器进行浮点运算，对于伺服控制系统的软件设计中，须考虑系统参数因素，合理设置定表格示，见（4）式。

4.分析系统开发应用效益

基于本次开发的机载电子产品伺服控制系统，主要优点是良好的稳定性和可靠性，应用高速集成控制器，可以提高系统的响应速度和精度。通过可编程控制器件的控制，容易实现软件算法，方便调试维护和系统升级。系统具有友好的人机界面，较高的集成度，可以节省能源，发挥积极应用效益。

结论：综上所述，开发设计数字信号处理器与可编程逻辑器件相结合的伺服控制系统，能够提升机载电子产品伺服控制系统的工作稳定性，发挥积极应用价值，值得在实践中推广应用该开发方案。