慣測組合自標(biāo)定測控裝置及測控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種慣測組合自標(biāo)定測控裝置，包括轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)、第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)、鎖緊解鎖軸控制電機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、設(shè)置在第一轉(zhuǎn)動軸上的第一紅外傳感器、設(shè)置在第二轉(zhuǎn)動軸上的第二紅外傳感器、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的第三紅外傳感器、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的行程開關(guān)、控制器、二次電源、晶振、存儲芯片、磁隔離器、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器、與慣測組合連接的CAN收發(fā)器、計算機(jī)、第一切換繼電器、第二切換繼電器和四個DC/DC隔離電源。本發(fā)明在相對較低的成本之下能靈活、可靠、準(zhǔn)確并快速的實現(xiàn)慣測組合的自標(biāo)定測試。
【專利說明】慣測組合自標(biāo)定測控裝置及測控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空航天捷聯(lián)慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的指一種慣測組合自標(biāo)定測控裝置及測控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有反應(yīng)時間短、可靠性高、體積小、重量輕等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，具有重要的國防意義和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]傳統(tǒng)的慣測組合需要配備專用的慣測組合參數(shù)標(biāo)定測試設(shè)備，傳統(tǒng)的慣測組合參數(shù)標(biāo)定測試設(shè)備通常由標(biāo)定測試轉(zhuǎn)臺、測控機(jī)柜以及設(shè)備內(nèi)部多路滑環(huán)和連接電纜組成，其中測控機(jī)柜主要由主控計算機(jī)(用于標(biāo)定測試主體)，配電控制箱(用于對轉(zhuǎn)臺內(nèi)各個測控部件進(jìn)行供電)以及動力控制箱(用于對轉(zhuǎn)臺內(nèi)各類電機(jī)及其驅(qū)動器進(jìn)行控制)三大部分組成。
[0004]現(xiàn)有的標(biāo)定測試轉(zhuǎn)臺體積大，成本高，測試使用條件苛刻，這些因素極大影響了慣測組合標(biāo)定測試的效率，上述傳統(tǒng)標(biāo)定測試設(shè)備的單次標(biāo)定測試(標(biāo)定測試出慣測組合的所有性能參數(shù))時間約為2小時。
[0005]另外，上述現(xiàn)有的慣測組合參數(shù)標(biāo)定測試設(shè)備，其使用要求較高(如:對溫度和濕度以及設(shè)備的放置均有特殊要求)。同時，慣測組合需要定期進(jìn)行標(biāo)定測試(即定期測試標(biāo)定慣測組合的所有性能參數(shù))，而且上述標(biāo)定測試需要的人工操作步驟較多，標(biāo)定測試的過程比較復(fù)雜，存在人為操作失誤影響標(biāo)定測試結(jié)果的可能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的就是要提供一種慣測組合自標(biāo)定測控裝置及測控方法，該裝置和方法在相對較低的成本之下能靈活、可靠、準(zhǔn)確并快速的實現(xiàn)慣測組合的自標(biāo)定測試。
[0007]為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的慣測組合自標(biāo)定測控裝置，它包括轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)、第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)、鎖緊解鎖軸控制電機(jī)、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、設(shè)置在第一轉(zhuǎn)動軸上的第一紅外傳感器、設(shè)置在第二轉(zhuǎn)動軸上的第二紅外傳感器、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的第三紅外傳感器、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的行程開關(guān)，其特征在于:它還包括控制器、第一 DC/DC (直流轉(zhuǎn)換)隔離電源、第二 DC/DC隔離電源、第三DC/DC隔離電源、第四DC/DC隔離電源、二次電源、晶振、存儲芯片、磁隔離器、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器、與慣測組合連接的CAN(ControIIer Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))收發(fā)器、計算機(jī)、第一切換繼電器、第二切換繼電器；
[0008]其中，所述CAN收發(fā)器的第一通信端連接計算機(jī)，CAN收發(fā)器的第二通信端通過磁隔離器連接控制器的CAN信號通信端，控制器的輸入/輸出端口連接電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器的第一輸入/輸出(input/output,及I/O)端口，第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器和行程開關(guān)的信號輸出端分別連接電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器對應(yīng)的信號輸入端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器的第一步進(jìn)電機(jī)控制信號輸出端連接第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器的第二輸入/輸出端口連接第一切換繼電器線圈的一端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器的第三輸入/輸出端口連接第二切換繼電器線圈的一端；
[0009]第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第一切換繼電器常開觸點的一端，第一切換繼電器常開觸點的另一端連接鎖緊解鎖軸控制電機(jī)的信號輸入端，第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第二切換繼電器常開觸點的一端，第二切換繼電器常開觸點的另一端連接第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)的信號輸入端；
[0010]所述電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器的第二步進(jìn)電機(jī)控制信號輸出端連接第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入端，第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)的信號輸入端；
[0011]所述存儲芯片的串行外設(shè)接口通信端連接控制器的串行外設(shè)接口通信端(SerialPeripheral Interface—串行外設(shè)接口)，晶振的信號輸出端連接控制器的時鐘信號輸入端;
[0012]所述第一 DC/DC隔離電源的供電端分別向第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、第三紅外傳感器、行程開關(guān)、二次電源、晶振、存儲芯片、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器、磁隔離器的隔離端電源輸入端、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)控制電源輸入端、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)控制電源輸入端供電，第一 DC/DC隔離電源的供電端還分別與第一切換繼電器線圈的另一端及第二切換繼電器線圈的另一端連接，二次電源分別向控制器的第一供電端和第二供電端供電；
[0013]所述電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器的電源切換控制端連接第二 DC/DC隔離電源的控制端，第二 DC/DC隔離電源的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸出端連接第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸入端；
[0014]所述第三DC/DC隔離電源的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸出端連接第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸入端；
[0015]所述第四DC/DC隔離電源分別向磁隔離器的被隔離端電源和CAN收發(fā)器的電源輸入端供電。
[0016]所述控制器為數(shù)字信號處理器(digital singnal processor, DSP)。
[0017]所述存儲芯片為可擦可編程只讀存儲器(erasable programmable read-onlymemory, EPROM)。
[0018]一種利用上述慣測組合自標(biāo)定測控裝置的測控方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0019]步驟1:所述控制器從存儲芯片中讀取自標(biāo)定操作步驟信息；
[0020]步驟2:第一紅外傳感器和第二紅外傳感器分別將對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置信號反饋給控制器，同時，第三紅外傳感器和行程開關(guān)將鎖緊解鎖軸是否鎖緊或解鎖的狀態(tài)信號反饋給控制器，控制器根據(jù)上述第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置信號、鎖緊解鎖軸的是否鎖緊或解鎖的狀態(tài)信號來確定轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)當(dāng)前狀態(tài)；
[0021]步驟3:計算機(jī)通過CAN收發(fā)器向控制器發(fā)送具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀，計算機(jī)收到上述具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀后進(jìn)入自標(biāo)定操作過程；
[0022]步驟4:此時控制器檢查步驟2中確定的第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)是否在預(yù)先指定的初始位置；當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)在預(yù)先指定的初始位置時，控制器依次通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器以及鎖緊解鎖軸控制電機(jī)對鎖緊解鎖軸進(jìn)行解鎖；
[0023]當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)不在預(yù)先指定的初始位置時，控制器通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸回到預(yù)先指定的初始位置；
[0024]步驟5:控制器通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸按照步驟I中獲取的自標(biāo)定操作步驟信息規(guī)定的運行步驟進(jìn)行運動，此時，如果計算機(jī)向控制器發(fā)送臨時工作模式指令，則控制器控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸按照上述臨時工作模式指令完成特定動作，當(dāng)自標(biāo)定操作步驟信息規(guī)定的運行步驟結(jié)束后，控制器通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸回到預(yù)先指定的初始位置；
[0025]步驟6:在步驟5進(jìn)行的同時，控制器以固定時間周期通過CAN收發(fā)器從慣測組合信息幀中提取時間信息，并將該時間信息以及步驟5中的第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸的運動信息一同封裝成慣測組合狀態(tài)信息通過CAN收發(fā)器傳送給計算機(jī)。
[0026]步驟7，計算機(jī)向控制器發(fā)送裝訂工作模式指令，使得控制器從具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀中提取自標(biāo)定工作模式指令，并將自標(biāo)定工作模式指令存儲于存儲芯片中O
[0027]所述第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸的預(yù)先指定的初始位置為第一轉(zhuǎn)動軸處于轉(zhuǎn)動零度位置、第二轉(zhuǎn)動軸處于轉(zhuǎn)動零度位置且鎖緊解鎖軸處于鎖緊狀態(tài)。
[0028]本發(fā)明主要采用了數(shù)字信號處理DSP控制平臺，自標(biāo)定測控裝置中的DSP控制器采集轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)中傳感器及行程開關(guān)反饋的測試信號，由此確定慣測組合當(dāng)前的狀態(tài)；通過CAN總線端口接收工作模式指令以及慣測組合輸出的CAN信息幀；完成指令回應(yīng)后，對工作模式指令進(jìn)行解析，并根據(jù)指令類型輸出信號控制機(jī)構(gòu)中的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，使機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)位和停止；DSP控制器從慣測組合輸出的CAN信息幀中提取時間信息；將慣測組合自標(biāo)定過程中的動作信息(如:轉(zhuǎn)向、到位和鎖緊等)連同時間信息一起封裝成慣測組合狀態(tài)信息幀發(fā)送給計算機(jī)；當(dāng)慣測組合初始狀態(tài)異常時，自標(biāo)定控制單元能自動進(jìn)行糾錯處理，并完成自標(biāo)定測試流程。
[0029]本發(fā)明的有益效果:
[0030]與傳統(tǒng)的標(biāo)定測試設(shè)備相比，本發(fā)明將自標(biāo)定測控裝置由傳統(tǒng)的電氣化設(shè)備設(shè)計成電子化設(shè)備，電子化自標(biāo)定測控裝置具有體積小(一般尺寸可設(shè)計成10Omm X 100_X 80mm),成本低的優(yōu)點。
[0031]另外，本發(fā)明的電子化自標(biāo)定測控裝置及測控方法可根據(jù)用戶需要進(jìn)行測試流程更新，自標(biāo)定慣測組合在配備了本發(fā)明的電子化自標(biāo)定測控裝置的條件下，可在短時間內(nèi)完成自動化標(biāo)定測試，單次標(biāo)定測試(標(biāo)定測試出慣測組合的所有性能參數(shù))時間由傳統(tǒng)電氣式設(shè)備的2個小時降低到0.5小時。
[0032]另外，本發(fā)明不需要向現(xiàn)有的慣測組合參數(shù)標(biāo)定測試設(shè)備一樣做定期的維護(hù)，進(jìn)一步降低了設(shè)備的使用成本，慣測組合的標(biāo)定測試由計算機(jī)控制完成，避免了人工操作會出現(xiàn)的錯誤，也降低了人工成本。[0033]同時本發(fā)明還實現(xiàn)了對整個自標(biāo)定測試過程的狀態(tài)監(jiān)測，該裝置為慣測組合的免拆卸及一鍵式自動化測試提供了重要的技術(shù)保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]其中，I一第一紅外傳感器、2—行程開關(guān)、3—第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)、4一第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)、5—鎖緊解鎖軸控制電機(jī)、6—第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、7—第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、8—控制器、9一第三紅外傳感器、10—第一 DC/DC隔離電源、11一第二 DC/DC隔離電源、12—第二 DC/DC隔尚電源、13—第四DC/DC隔尚電源、14一二次電源、15—晶振、16—存儲芯片、17—磁隔離器、18 —電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器、19一慣測組合、20 — CAN收發(fā)器、21—計算機(jī)、22—第一切換繼電器、23—第二切換繼電器、24—第二紅外傳感器。
【具體實施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0037]如圖1所述的慣測組合自標(biāo)定測控裝置，它包括轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)(該轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)和工作原理在專利號為201210077665.3的中國專利《飛行器慣組雙軸自標(biāo)定裝置》中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明)，該轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)
3、第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)4、鎖緊解鎖軸控制電機(jī)5、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7、設(shè)置在第一轉(zhuǎn)動軸上的第一紅外傳感器1、設(shè)置在第二轉(zhuǎn)動軸上的第二紅外傳感器24、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的第三紅外傳感器9、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的行程開關(guān)2，它還包括控制器8、弟一 DC/DC隔尚電源10、弟_.DC/DC隔尚電源11、弟二 DC/DC隔尚電源12、第四DC/DC隔離電源13、二次電源14、晶振15、存儲芯片16、磁隔離器17、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18、與慣測組合19連接的CAN收發(fā)器20、計算機(jī)21、第一切換繼電器22、第二切換繼電器23 ；
[0038]其中，所述CAN收發(fā)器20的第一通信端連接計算機(jī)21，CAN收發(fā)器20的第二通信端通過磁隔離器17連接控制器8的CAN信號通信端，控制器8的輸入/輸出端口連接電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18的第一輸入/輸出端口，第一紅外傳感器1、第二紅外傳感器24、第三紅外傳感器9和行程開關(guān)2的信號輸出端分別連接電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18對應(yīng)的信號輸入端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18的第一步進(jìn)電機(jī)控制信號輸出端連接第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6的步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18的第二輸入/輸出端口連接第一切換繼電器22線圈的一端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18的第三輸入/輸出端口連接第二切換繼電器23線圈的一端;
[0039]第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第一切換繼電器22常開觸點的一端，第一切換繼電器22常開觸點的另一端連接鎖緊解鎖軸控制電機(jī)5的信號輸入端，第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第二切換繼電器23常開觸點的一端，第二切換繼電器23常開觸點的另一端連接第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)4的信號輸入端;
[0040]所述電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18的第二步進(jìn)電機(jī)控制信號輸出端連接第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7的步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入端，第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)3的信號輸入端；
[0041]所述存儲芯片16的串行外設(shè)接口通信端連接控制器8的串行外設(shè)接口通信端，晶振15的信號輸出端連接控制器8的時鐘信號輸入端；
[0042]所述第一 DC/DC隔離電源10的供電端分別向第一紅外傳感器1、第二紅外傳感器24、第三紅外傳感器9、行程開關(guān)2、二次電源14、晶振15、存儲芯片16、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器
18、磁隔離器17的隔離端電源輸入端、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6的步進(jìn)電機(jī)控制電源輸入端、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7的步進(jìn)電機(jī)控制電源輸入端供電，第一 DC/DC隔離電源10的供電端還分別與第一切換繼電器22線圈的另一端及第二切換繼電器23線圈的另一端連接，二次電源14分別向控制器8的第一供電端和第二供電端供電(即二次電源給控制器8提供內(nèi)核和外圍端口的電壓)；
[0043]所述電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18的電源切換控制端連接第二 DC/DC隔離電源11的控制端，第二 DC/DC隔離電源11的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸出端連接第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸入端；
[0044]所述第三DC/DC隔離電源12的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸出端連接第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸入端；
[0045]所述第四DC/DC隔離電源13分別向磁隔離器17的被隔離端電源和CAN收發(fā)器20的電源輸入端供電。
[0046]上述技術(shù)方案中，所述控制器8為數(shù)字信號處理器。
[0047]上述技術(shù)方案中，所述存儲芯片16為可擦可編程只讀存儲器，該可擦可編程只讀存儲器用于保存自標(biāo)定流程所需的所有信息參數(shù)。
[0048]上述技術(shù)方案中，所述CAN收發(fā)器20實現(xiàn)控制器8與計算機(jī)21之間的信息交互。
[0049]上述技術(shù)方案中，本發(fā)明由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動和切換繼電器、數(shù)字信號處理器和步進(jìn)電機(jī)控制以及CAN通信三部分組成，為實現(xiàn)上述三部分之間的電氣隔離故選用了四個DC/DC隔離電源模塊，分別對上述三大部分進(jìn)行供電，二次電源給數(shù)字信號處理器提供內(nèi)核和外圍端口電壓。
[0050]上述技術(shù)方案中，控制器8的I/O端口通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18進(jìn)行行程開關(guān)2和各個紅外傳感器反饋信息的獲取，控制器8的I/O端口還通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18進(jìn)行電機(jī)控制信號的輸出的控制、切換繼電器的控制以及隔離電源開關(guān)的控制?？刂破?實現(xiàn)慣測組合自標(biāo)定測試流程的控制，兩個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器實現(xiàn)對第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸以及鎖緊解鎖軸對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的控制。
[0051]上述技術(shù)方案中，由于步進(jìn)電機(jī)的控制屬于典型的開環(huán)控制體制，為了確保自標(biāo)定測控裝置的控制過程可靠且精準(zhǔn)，本發(fā)明選用第一紅外傳感器1、第二紅外傳感器24、第三紅外傳感器9和行程開關(guān)2作為角度和到位反饋信息的測量元件，控制器8可根據(jù)上述紅外線傳感器和行程開關(guān)2的信號來判斷當(dāng)前慣測組合的狀態(tài)。
[0052]上述技術(shù)方案中，本方案中選用兩個繼電器(第一切換繼電器22和第二切換繼電器23)，實現(xiàn)由一個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(即第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6)實現(xiàn)對第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸的輪流控制。達(dá)到減小本發(fā)明體積的目的。另外，在繼電器切換前由控制器8對相關(guān)電源模塊進(jìn)行斷電控制，切換完成后再由控制器8對電源模塊進(jìn)行上電，避免繼電器帶電切換過程中產(chǎn)生的電磁干擾，保證慣測組合的正常運行。[0053]上述技術(shù)方案中,控制器8接收計算機(jī)21發(fā)送的啟動自標(biāo)定、停止自標(biāo)定、裝訂參數(shù)和臨時工作模式四類指令，并按照指令要求完成相關(guān)處理；慣測組合19通電后控制器8在單位時間內(nèi)向計算機(jī)21發(fā)送機(jī)構(gòu)細(xì)節(jié)信息(如:使能和斷開)、慣測組合全局信息(如:標(biāo)定中)以及慣測組合時間信息，便于計算機(jī)21對整個標(biāo)定測試過程進(jìn)行監(jiān)測，且易于提取標(biāo)定測試過程中的有效信息；控制器8接收計算機(jī)21發(fā)送的臨時工作模式指令信息，并對機(jī)構(gòu)中的慣測組合實現(xiàn)手動控制，使自標(biāo)定慣測組合能夠單步實現(xiàn)特定動作(如:解鎖和轉(zhuǎn)位)，提高了產(chǎn)品使用的靈活性；計算機(jī)21通過CAN收發(fā)器20給控制器8發(fā)送裝訂指令，達(dá)到修改控制器8的標(biāo)定流程的目的，通過該通信協(xié)議可設(shè)定與自標(biāo)定流程有關(guān)的所有參數(shù)信息，待控制器8確定裝訂過程正確后逐次對計算機(jī)21進(jìn)行信息回應(yīng)。
[0054]本發(fā)明中，控制器8選用TMS320CXXXX系列DSP芯片，該DSP芯片廣泛用于各類電機(jī)控制和工業(yè)自動化控制等領(lǐng)域，本方案中DSP芯片工作主頻為120Mhz ;有56個可供編程控制的通用GPIO端口，能方便的進(jìn)行傳感器反饋信息采集和電機(jī)控制信號輸出；片內(nèi)18KX 16位內(nèi)部RAM，能為自標(biāo)定測控裝置程序運行提供高速的運行空間；片內(nèi)的8KX 16位Flash，能方便進(jìn)行測控裝置程序代碼存儲；3個片內(nèi)定時器Timer (32bitGP)能為測控裝置提供精準(zhǔn)的測控時序和最小測控周期；I個通用的SPI端口與片外EEPROM配置芯片進(jìn)行接口，實現(xiàn)自標(biāo)定測試流程的保存與裝載；1個增強(qiáng)型的eCAN端口與控制系統(tǒng)或測試儀進(jìn)行接口，實現(xiàn)各類CAN通信信息的交互，可輕松實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制。
[0055]一種利用上述慣測組合自標(biāo)定測控裝置的測控方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0056]步驟1:所述控制器8從存儲芯片16中讀取自標(biāo)定操作步驟信息；
[0057]步驟2:第一紅外傳感器I和第二紅外傳感器24分別將對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置信號反饋給控制器8，同時，第三紅外傳感器9和行程開關(guān)2將鎖緊解鎖軸是否鎖緊或解鎖的狀態(tài)信號反饋給控制器8，控制器8根據(jù)上述第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置信號、鎖緊解鎖軸的是否鎖緊或解鎖的狀態(tài)信號來確定轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)當(dāng)前狀態(tài)；
[0058]步驟3:計算機(jī)21通過CAN收發(fā)器20向控制器8發(fā)送具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀，計算機(jī)21收到上述具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀后進(jìn)入自標(biāo)定操作過程；
[0059]步驟4:此時控制器8檢查步驟2中確定的第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)是否在預(yù)先指定的初始位置；當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)在預(yù)先指定的初始位置時，控制器8依次通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6以及鎖緊解鎖軸控制電機(jī)5對鎖緊解鎖軸進(jìn)行解鎖；
[0060]當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)不在預(yù)先指定的初始位置時，控制器8通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸回到預(yù)先指定的初始位置；
[0061]步驟5:控制器8通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸按照步驟I中獲取的自標(biāo)定操作步驟信息規(guī)定的運行步驟進(jìn)行運動，此時，如果計算機(jī)21向控制器8發(fā)送臨時工作模式指令，則控制器8控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸按照上述臨時工作模式指令完成特定動作，當(dāng)自標(biāo)定操作步驟信息規(guī)定的運行步驟結(jié)束后，控制器8通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器18控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器6和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器7使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸回到預(yù)先指定的初始位置；
[0062]步驟6:在步驟5進(jìn)行的同時，控制器8以固定時間周期通過CAN收發(fā)器20從慣測組合信息幀中提取時間信息，并將該時間信息以及步驟5中的第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸的運動信息一同封裝成慣測組合狀態(tài)信息通過CAN收發(fā)器20傳送給計算機(jī)21。
[0063]步驟7，計算機(jī)21向控制器8發(fā)送裝訂工作模式指令，使得控制器8從具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀中提取自標(biāo)定工作模式指令，并將自標(biāo)定工作模式指令存儲于存儲芯片16中。
[0064]上述技術(shù)方案中，所述第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸的預(yù)先指定的初始位置為第一轉(zhuǎn)動軸處于轉(zhuǎn)動零度位置、第二轉(zhuǎn)動軸處于轉(zhuǎn)動零度位置且鎖緊解鎖軸處于鎖緊狀態(tài)。
[0065]本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種慣測組合自標(biāo)定測控裝置，它包括轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)(3 )、第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)(4 )、鎖緊解鎖軸控制電機(jī)(5 )、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)、設(shè)置在第一轉(zhuǎn)動軸上的第一紅外傳感器(I)、設(shè)置在第二轉(zhuǎn)動軸上的第二紅外傳感器(24)、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的第三紅外傳感器(9)、設(shè)置在鎖緊解鎖軸上的行程開關(guān)(2)，其特征在于:它還包括控制器(8)、第一DC/DC隔離電源(10)、第二 DC/DC隔離電源(11)、第三DC/DC隔離電源(12)、第四DC/DC隔離電源(13)、二次電源(14)、晶振(15)、存儲芯片(16)、磁隔離器(17)、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)、與慣測組合(19)連接的CAN收發(fā)器(20)、計算機(jī)(21)、第一切換繼電器(22)、第二切換繼電器(23)； 其中，所述CAN收發(fā)器(20 )的第一通信端連接計算機(jī)(21)，CAN收發(fā)器(20 )的第二通信端通過磁隔離器(17)連接控制器(8)的CAN信號通信端，控制器(8)的輸入/輸出端口連接電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)的第一輸入/輸出端口，第一紅外傳感器(I )、第二紅外傳感器(24)、第三紅外傳感器(9)和行程開關(guān)(2)的信號輸出端分別連接電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)對應(yīng)的信號輸入端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)的第一步進(jìn)電機(jī)控制信號輸出端連接第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)的步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)的第二輸入/輸出端口連接第一切換繼電器(22)線圈的一端，電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)的第三輸入/輸出端口連接第二切換繼電器(23)線圈的一端； 第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第一切換繼電器(22)常開觸點的一端，第一切換繼電器(22)常開觸點的另一端連接鎖緊解鎖軸控制電機(jī)(5)的信號輸入端，第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第二切換繼電器(23)常開觸點的一端，第二切換繼電器(23)常開觸點的另一端連接第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)(4)的信號輸入端； 所述電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)的第二步進(jìn)電機(jī)控制信號輸出端連接第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)的步進(jìn)電機(jī)控制信號輸入端，第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號輸出端連接第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)位控制電機(jī)(3)的信號輸入端； 所述存儲芯片(16)的串行外設(shè)接口通信端連接控制器(8)的串行外設(shè)接口通信端，晶振(15)的信號輸出端連接控制器(8)的時鐘信號輸入端； 所述第一 DC/DC隔離電源(10)的供電端分別向第一紅外傳感器(I )、第二紅外傳感器(24)、第三紅外傳感器(9)、行程開關(guān)(2)、二次電源(14)、晶振(15)、存儲芯片(16)、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)、磁隔離器(17)的隔離端電源輸入端、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)的步進(jìn)電機(jī)控制電源輸入端、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)的步進(jìn)電機(jī)控制電源輸入端供電，第一 DC/DC隔離電源(10)的供電端還分別與第一切換繼電器(22)線圈的另一端及第二切換繼電器(23)線圈的另一端連接，二次電源(14)分別向控制器(8)的第一供電端和第二供電端供電； 所述電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)的電源切換控制端連接第二 DC/DC隔離電源(11)的控制端，第二 DC/DC隔離電源(11)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸出端連接第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸入端； 所述第三DC/DC隔離電源(12)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸出端連接第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源輸入端；所述第四DC/DC隔離電源(13)分別向磁隔離器(17)的被隔離端電源和CAN收發(fā)器(20)的電源輸入端供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣測組合自標(biāo)定測控裝置，其特征在于:所述控制器(8)為數(shù)字信號處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣測組合自標(biāo)定測控裝置，其特征在于:所述存儲芯片(16)為可擦可編程只讀存儲器。
4.一種利用權(quán)利要求1所述慣測組合自標(biāo)定測控裝置的測控方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟1:所述控制器(8)從存儲芯片(16)中讀取自標(biāo)定操作步驟信息； 步驟2:第一紅外傳感器(I)和第二紅外傳感器(24)分別將對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置信號反饋給控制器(8)，同時，第三紅外傳感器(9)和行程開關(guān)(2)將鎖緊解鎖軸是否鎖緊或解鎖的狀態(tài)信號反饋給控制器(8)，控制器(8)根據(jù)上述第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動位置信號、鎖緊解鎖軸的是否鎖緊或解鎖的狀態(tài)信號來確定轉(zhuǎn)位鎖緊機(jī)構(gòu)當(dāng)前狀態(tài)； 步驟3:計算機(jī)(21)通過CAN收發(fā)器(20 )向控制器(8 )發(fā)送具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀，計算機(jī)(21)收到上述具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀后進(jìn)入自標(biāo)定操作過程； 步驟4:此時控制器(8)檢查步驟2中確定的第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)是否在預(yù)先指定的初始位置；當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)在預(yù)先指定的初始位置時，控制器(8)依次通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)以及鎖 緊解鎖軸控制電機(jī)(5)對鎖緊解鎖軸進(jìn)行解鎖； 當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸當(dāng)前狀態(tài)不在預(yù)先指定的初始位置時，控制器(8 )通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18 )控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6 )和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸回到預(yù)先指定的初始位置； 步驟5:控制器(8)通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸按照步驟I中獲取的自標(biāo)定操作步驟信息規(guī)定的運行步驟進(jìn)行運動，此時，如果計算機(jī)(21)向控制器(8)發(fā)送臨時工作模式指令，則控制器(8)控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸按照上述臨時工作模式指令完成特定動作，當(dāng)自標(biāo)定操作步驟信息規(guī)定的運行步驟結(jié)束后，控制器(8)通過電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器(18)控制第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(6)和/或第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(7)使第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸回到預(yù)先指定的初始位置； 步驟6:在步驟5進(jìn)行的同時，控制器(8)以固定時間周期通過CAN收發(fā)器(20)從慣測組合信息幀中提取時間信息，并將該時間信息以及步驟5中的第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸的運動信息一同封裝成慣測組合狀態(tài)信息通過CAN收發(fā)器(20)傳送給計算機(jī)(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測控方法，其特征在于:所述步驟6后還包括步驟7，計算機(jī)(21)向控制器(8)發(fā)送裝訂工作模式指令，使得控制器(8)從具有自標(biāo)定工作模式指令的CAN信息幀中提取自標(biāo)定工作模式指令，并將自標(biāo)定工作模式指令存儲于存儲芯片(16)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測控方法，其特征在于:所述第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸和鎖緊解鎖軸的預(yù)先指定的初始位置為第一轉(zhuǎn)動軸處于轉(zhuǎn)動零度位置、第二轉(zhuǎn)動軸處于轉(zhuǎn)動零度位置且鎖緊解鎖軸處于`鎖緊狀態(tài)。
【文檔編號】G01C25/00GK103868529SQ201410105420
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】萬志江, 王亞軍, 穆杰, 李春權(quán), 周海, 曾赟 申請人:湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計所