轉變壓器9,所述旋轉變壓器9的定子與下殼體2固定連接,旋轉變壓器9的轉子與減速器7固定連接,上述旋轉變壓器9的反饋信號輸出端通過旋轉數(shù)字轉換器、電平轉換芯片與控制器4的角度反饋信號輸入端連接。
[0029]力矩電機5輸出的轉矩通過齒輪組8傳遞給減速器7,減速器7輸出的轉矩通過旋轉軸6驅動閥門調(diào)節(jié)器碟片I轉動,來控制通氣孔有效作用面積的大小。
[0030]上述技術方案中,所述控制器4包括數(shù)字信號處理器4.1、CAN驅動器4.2、晶振4.3和電機驅動器4.4,其中,所述數(shù)字信號處理器4.1的CAN控制信號通信端通過CAN驅動器4.2連接固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10,數(shù)字信號處理器4.1的時鐘信號輸入端連接晶振4.3,數(shù)字信號處理器4.1的多通道緩沖串口連接電機驅動器4.4的轉速控制信號輸入端,數(shù)字信號處理器4.1的I/O接口連接電機驅動器4.4的使能信號輸入端,所述數(shù)字信號處理器4.1的角度反饋信號輸入端連接旋轉變壓器9的反饋信號輸出端。
[0031]上述技術方案中,電機驅動器4.4通過采樣電阻實現(xiàn)過流保護,通過二極管實現(xiàn)過壓保護。
[0032]上述技術方案中,所述旋轉軸6、減速器7和旋轉變壓器9為同軸設置。
[0033]上述技術方案中,所述數(shù)字信號處理器4.1包括主程序模塊4.11、中斷控制模塊4.12、路徑規(guī)劃模塊4.13、位置PID模塊4.14和速度PID模塊4.15 ;所述數(shù)字信號處理器4.1為現(xiàn)有處理器,其型號優(yōu)選為TMS320F28335。
[0034]其中,所述主程序模塊4.11用于根據(jù)固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10給出的閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標角度值與旋轉變壓器9的角度反饋值的比較結果,向電機驅動器4.4發(fā)出指令,控制閥門調(diào)節(jié)器碟片I旋轉至目標角度位置,從而控制燃氣流量;主程序模塊4.11將旋轉變壓器9反饋的角度信息與閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標角度值進行比較,如有偏差則補發(fā)指令對閥門調(diào)節(jié)器碟片I旋轉角度進行修正,形成閉環(huán)控制;主程序模塊4.11實時監(jiān)測旋轉變壓器9的輸出值,若出現(xiàn)正弦或余旋丟相、正弦或余旋輸出值超過設置的閥值時,數(shù)字信號處理器4.1保持上一次輸出的角度值不變,直到旋轉變壓器9輸出正常。
[0035]所述中斷控制模塊4.12用于對主程序模塊4.11與電機驅動器4.4和旋轉變壓器9之間的信號傳輸進行時序控制,所述主程序模塊4.11向電機驅動器4.4發(fā)出電機控制指令,主程序模塊4.11接收旋轉變壓器9的角度反饋值;中斷控制模塊4.12設有兩個計時器,一個是控制周期計時器,另一個是角度檢測值反饋計時器,初始化時兩個計時器都置0,主程序模塊4.11接收到固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10的調(diào)節(jié)指令后,將控制周期計時器置1,控制周期計時器開始計時,并計算得出當前電機驅動器4.4的轉速控制信號,計時到5毫秒時,給出主程序輸出控制信號標識;計時器2計時到20毫秒時置1,給出主程序將力矩電機角度檢測值反饋給控制系統(tǒng)的標識;
[0036]所述路徑規(guī)劃模塊4.13用于計算出力矩電機5的規(guī)劃運行位移軌跡,該力矩電機5的規(guī)劃運行位移軌跡的計算方式為:路徑規(guī)劃模塊4.13以固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10給出的閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標角度值為終點目標位置,以旋轉變壓器9當前的角度反饋值為起點,根據(jù)固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10的控制要求進行計算,得出力矩電機5的規(guī)劃運行位移軌跡;
[0037]所述位置PID模塊4.14用于計算力矩電機5的速度輸出量dq_out,該計算力矩電機5的速度輸出量dq_out的計算方式為:位置PID模塊4.14將固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10給出的閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標角度值與旋轉變壓器9的角度反饋值之差作為輸入量,根據(jù)位置PID模塊4.14的位置PID比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd,利用常規(guī)的PID算法計算力矩電機5的速度輸出量dq_out ;
[0038]所述速度PID模塊4.15用于計算電機驅動器4.4的轉速控制信號輸出量dqv_out,該電機驅動器4.4的轉速控制信號輸出量dqv_out的計算方式為:速度PID模塊4.15以上述力矩電機5的速度輸出量dq_out作為輸入量,再根據(jù)速度PID模塊4.15的速度PID比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd,利用常規(guī)的PID算法計算出電機驅動器4.4的轉速控制信號輸出量dqv_out。
[0039]一種基于DSP嵌入式系統(tǒng)的燃氣流量調(diào)節(jié)控制方法,它包括如下步驟:
[0040]步驟1:所述數(shù)字信號處理器4.1的主程序模塊4.11通過CAN總線中斷接收固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10給出的控制燃氣流量調(diào)節(jié)裝置閥門調(diào)節(jié)器碟片I所需調(diào)節(jié)的角度值;
[0041]步驟2:路徑規(guī)劃模塊4.13讀取旋轉變壓器9當前的角度反饋值,根據(jù)固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10的控制要求計算出閥門調(diào)節(jié)器碟片I轉動運行位移軌跡,并將路徑規(guī)劃標志置位,位置PID模塊4.14以路徑規(guī)劃模塊4.13計算出的閥門調(diào)節(jié)器碟片I轉動運行位移軌跡得到的角度為當前目標角度值,讀取當前旋轉變壓器9的角度反饋值,計算得到輸出量速度值;
[0042]步驟3:速度PID模塊4.15以位置PID模塊4.14計算得出的速度值作為輸入量,計算得出電機驅動器4.4的轉速控制信號,電機驅動器4.4根據(jù)上述轉速控制信號控制力矩電機5輸出軸的轉動調(diào)節(jié),力矩電機5輸出軸的旋轉通過齒輪組8、減速器7和旋轉軸6帶動閥門調(diào)節(jié)器碟片I動作,閥門調(diào)節(jié)器碟片I改變第二軸向通氣孔3.1的喉部面積,從而實現(xiàn)燃氣流量調(diào)節(jié)控制。
[0043]上述技術方案中,所述每個數(shù)字信號處理器4.1的控制周期都重新進行位置PID模塊4.14和速度PID模塊4.15的計算;
[0044]當中斷控制模塊4.12的控制周期計時器的控制周期標志位為I時,速度PID模塊
4.15輸出計算得出的當前轉速控制信號通過電機驅動器4.4控制力矩電機5轉動,當中斷控制模塊4.12的控制周期計時器的控制周期標志位為O時,以路徑規(guī)劃模塊4.13計算得出的力矩電機5的規(guī)劃運行位移軌跡得到的當前目標角度值作為目標角度,再讀取旋轉變壓器9的角度反饋值,重新進行位置PID模塊4.14和速度PID模塊4.15的計算,速度PID模塊4.15再輸出計算得到的當前轉速控制信號通過電機驅動器4.4控制力矩電機5轉動調(diào)節(jié),直至調(diào)節(jié)到路徑規(guī)劃最終目標角度,即系統(tǒng)目標位置角度;中斷控制模塊4.12給出主程序模塊4.11輸出控制信號、當前旋轉變壓器9的反饋信號和控制周期的標識位,并根據(jù)主程序模塊4.11給出的標志進行路徑規(guī)劃計算、位置PID計算和速度PID計算。
[0045]本發(fā)明中的數(shù)字信號處理器4.1采用PID控制算法和路徑規(guī)劃算法相結合的方式,路徑規(guī)劃模塊4.13的路徑規(guī)劃算法以固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10要求的閥門調(diào)節(jié)器碟片I目標角度為終點目標位置,以旋轉變壓器9當前的角度反饋值為起點,根據(jù)固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10的控制要求進行計算得出路徑規(guī)劃的運行位移軌跡,周期與控制周期計時器的控制周期一致;位置PID模塊4.14將固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10給出的閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標角度值與旋轉變壓器9的角度反饋值之差作為輸入量,根據(jù)位置PID模塊4.14的位置PID比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd,利用常規(guī)的PID算法計算力矩電機5的速度輸出量dq_out ;速度PID模塊4.15以上述力矩電機5的速度輸出量dq_out作為輸入量,再根據(jù)速度PID模塊4.15的速度PID比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd,利用常規(guī)的PID算法計算出電機驅動器4.4的轉速控制信號輸出量dqv_out。輸出轉速控制信號控制力矩電機5轉動,從而控制閥門調(diào)節(jié)器碟片I轉動到當前路徑規(guī)劃目標角度位置;如此循環(huán)執(zhí)行,直至調(diào)節(jié)到路徑規(guī)劃最終目標角度,即閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標位置角度。
[0046]本發(fā)明的工作過程為:固沖發(fā)動機控制系統(tǒng)10根據(jù)固沖發(fā)動機吸入壓縮空氣量的實時參數(shù),計算出閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標角度值,數(shù)字信號處理器4.1計算得出力矩電機5的規(guī)劃運行位移軌跡并給出當前電機驅動器4.4的轉速控制信號,轉速控制信號操作電機驅動器4.4發(fā)出指令控制電機轉動。力矩電機5控制閥門調(diào)節(jié)器碟片I轉動的過程中(力矩電機5輸出的動力依次經(jīng)過齒輪組8、減速器7和旋轉軸6傳遞給閥門調(diào)節(jié)器碟片I),旋轉變壓器9記錄下力矩電機5旋轉的角度并實時反饋給數(shù)字信號處理器4.1,數(shù)字信號處理器4.1將旋轉變壓器9反饋的角度信息與閥門調(diào)節(jié)器碟片I的目標角度值進行比較,如有偏差,則數(shù)字信號處理器4.1繼續(xù)發(fā)指令給電機驅動器4.4對閥門調(diào)節(jié)器碟片I的旋轉角度進行修正,直至調(diào)節(jié)到位,形成閉環(huán)控制。力矩電機5通過控制閥門調(diào)節(jié)器碟片I旋轉,改變喉部面積,從而控制燃氣