CN106919192B - 一种旋转装置的控制方法 - Google Patents
一种旋转装置的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106919192B CN106919192B CN201510983144.8A CN201510983144A CN106919192B CN 106919192 B CN106919192 B CN 106919192B CN 201510983144 A CN201510983144 A CN 201510983144A CN 106919192 B CN106919192 B CN 106919192B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control
- command
- rotating device
- reset
- successively
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
- G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
本发明属于惯性导航系统的软件技术，具体涉及一种旋转装置的控制方法。通过本发明技术方案，实现了中央处理器各寄存器和变量的初始化；与外部计算机通信，接受计算机运动控制命令，并向外部计算机反馈旋转装置的状态；产生测角装置同步信号，并接收测角装置输出角度信号；对电机进行控制，实现外部计算机要求的运动控制命令；另外控制旋转装置具备相应的自检和保护功能。本发明的效果是：实现了对旋转装置的旋转速度控制功能，克服了速度稳定性差、控制响应不及时等问题，对旋转装置的运动特性和外部通讯功能有明显改善。
Description
技术领域
本发明属于惯性导航系统的软件技术领域，具体涉及一种旋转装置的控制方法。
背景技术
采用误差自补偿技术来提高惯性导航系统的定位精度，是惯性技术发展的一个主要方向。
单轴旋转的惯性测量组件在旋转机构的控制下绕方位轴进行交替往复运动，导航软件在交替往复运动和载体实际运动同时作用下完成导航解算。
旋转装置的控制策略通过旋转控制软件设计来实现。目前的单轴旋转机构存在着旋转精度低，控制工序复杂等问题，因此亟需针对惯导系统研发一种旋转装置的控制方法解决这些问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种旋转装置的控制方法，从而利用低成本的旋转机构控制装置实现旋转机构的角度位移精确控制。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种旋转装置控制方法，应用于惯性导航系统单轴旋转的惯性测量组件控制，包括如下步骤：
(1)对旋转装置的中央处理器各寄存器和变量初始化，依次进行如下设置：
关闭看门狗、I/O端口初始化、与测试机通讯初始化、转换模块初始化、与计算机通讯初始化、与光码盘通讯初始化、定时器初始化；
(2)对中央处理器的各寄存器进行设置，总中断使能；
(3)对旋转装置进行自检寻零；
(4)解读导航命令，并执行相应动作；
(4.0)解读导航命令，导航命令包括：命令复位、命令往复旋转控制、命令绝对位置控制、命令速度控制、命令相对位置控制；
(4.1)导航命令为命令复位时，依次执行如下动作：对复位寄存器赋予复位状态字；启动看门狗；延时后，软件复位重启；
(4.2)导航命令为命令往复旋转控制时，依次执行如下动作：往复旋转控制启动中；指定速度解算；控制电机实现往复旋转一次；依次启动，运动，制动，启动，运动，制动；返回(4.0)；
(4.3)导航命令为命令绝对位置控制时，依次执行如下动作：绝对位置控制启动中；绝对位置解算；以固定速度，控制电机执行到指定位置；绝对位置控制完成；返回(4.0)；
(4.4)导航命令为命令速度控制时，依次执行如下动作：速度控制启动中；指定速度解算；控制电机实现指定速度旋转；速度控制完成；返回(4.0)；
(4.5)导航命令为命令相对位置控制时，依次执行如下动作：相对位置控制启动中；指定速度和位置解算；控制电机实现相对位置往复旋转一次；返回(4.0)；
利用步骤(1)～(4)，在惯性导航系统上电自检和工作过程中进行巡检，解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制。
进一步的，如上所述的一种旋转装置控制方法，在上述步骤(4)的过程中任何时刻，响应不同的中断源并执行相应命令：
(a.1)设置不同中断源的优先级：按优先级从最高到最低排列，依次为复位中断、外部信号中断、定时器中断、串口中断；
(a.2)复位中断时，依次执行如下动作：引脚通电复位；看门狗复位；JTAG复位；返回；
(a.3)外部信号中断时，依次执行如下动作：进入外部同步信号触发中断源；采样角位置；处理角位置数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；
(a.4)定时器中断时，依次执行如下动作：重新赋值；光码盘通讯初始化；采样角位置；处理角位置数据；处理角速度数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；
(a.5)串口中断时，依次执行如下动作：准备接收导航机命令；接收并判断第1帧头；接收并判断第2帧头；接收其后的数据；接收最后1帧数据并判断校验和；返回。
应用本发明技术方案的旋转装置采用中央处理器CPU为核心的数字控制系统，因此旋转机构的控制策略通过旋转控制方法设计来实现。旋转控制装置的硬件包括壳体，旋转组件和控制电路组件；旋转控制方法的工作内容包括：实现中央处理器各寄存器和变量的初始化；与外部计算机通信，接受计算机运动控制命令，并向外部计算机反馈旋转装置的状态；产生测角装置同步信号，并接收测角装置输出角度信号；对电机进行控制，实现外部计算机要求的运动控制命令；另外控制旋转装置具备相应的自检和保护功能。
使用发明的有益效果是：可以实现对旋转装置的旋转速度控制功能，克服了速度稳定性差、控制响应不及时等问题，对旋转装置的运动特性和外部通讯功能有明显改善。
附图说明
图1为旋转装置控制方法的流程图；
图2为中断方式的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明一种旋转装置控制方法，应用于惯性导航系统单轴旋转的惯性测量组件控制，包括如下步骤：
(1)对旋转装置的中央处理器各寄存器和变量初始化，依次进行如下设置：
关闭看门狗、I/O端口初始化、与测试机通讯初始化、转换模块初始化、与计算机通讯初始化、与光码盘通讯初始化、定时器初始化；
(2)对中央处理器的各寄存器进行设置，总中断使能；
(3)对旋转装置进行自检寻零；
(4)解读导航命令，并执行相应动作；
(4.0)解读导航命令，导航命令包括：命令复位、命令往复旋转控制、命令绝对位置控制、命令速度控制、命令相对位置控制；
(4.1)导航命令为命令复位时，依次执行如下动作：对复位寄存器赋予复位状态字；启动看门狗；延时后，软件复位重启；
(4.2)导航命令为命令往复旋转控制时，依次执行如下动作：往复旋转控制启动中；指定速度解算；控制电机实现往复旋转一次；依次启动，运动，制动，启动，运动，制动；返回(4.0)；
(4.3)导航命令为命令绝对位置控制时，依次执行如下动作：绝对位置控制启动中；绝对位置解算；以固定速度，控制电机执行到指定位置；绝对位置控制完成；返回(4.0)；
(4.4)导航命令为命令速度控制时，依次执行如下动作：速度控制启动中；指定速度解算；控制电机实现指定速度旋转；速度控制完成；返回(4.0)；
(4.5)导航命令为命令相对位置控制时，依次执行如下动作：相对位置控制启动中；指定速度和位置解算；控制电机实现相对位置往复旋转一次；返回(4.0)；
利用步骤(1)～(4)，在惯性导航系统上电自检和工作过程中进行巡检，解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制。
如图2所示，本发明中在上述步骤(4)的过程中任何时刻，响应不同的中断源并执行相应命令：
(a.1)设置不同中断源的优先级：按优先级从最高到最低排列，依次为复位中断、外部信号中断、定时器中断、串口中断；
(a.2)复位中断时，依次执行如下动作：引脚通电复位；看门狗复位；JTAG复位；返回；
(a.3)外部信号中断时，依次执行如下动作：进入外部同步信号触发中断源；采样角位置；处理角位置数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；
(a.4)定时器中断时，依次执行如下动作：重新赋值；光码盘通讯初始化；采样角位置；处理角位置数据；处理角速度数据；串口向导航机发送数据和状态；返回；
(a.5)串口中断时，依次执行如下动作：准备接收导航机命令；接收并判断第1帧头；接收并判断第2帧头；接收其后的数据；接收最后1帧数据并判断校验和；返回。
通过上述技术方案，可以控制惯导系统中旋转装置解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制；能够接收外部计算机发送的速率指令，控制旋转装置以设定的速率和旋转方式进行旋转；能够接收外部计算机发送的位置指令，控制旋转装置以固定的速率转到要求位置，并在该位置稳定；能够执行上电自检和工作过程中进行巡检的功能，并将检测结果通过状态字发送给外部计算机。
该发明的工作原理是：一种旋转装置控制方法实现了中央处理器各寄存器和变量的初始化；与外部计算机通信，接受计算机运动控制命令，并向外部计算机反馈旋转装置的状态；产生测角装置同步信号，并接收测角装置输出角度信号；对电机进行控制，实现外部计算机要求的运动控制命令；另外控制旋转装置具备相应的自检和保护功能。
Claims (2)
1.一种旋转装置的控制方法，应用于惯性导航系统单轴旋转的惯性测量组件控制，其特征在于：
包括如下步骤：
(1)对旋转装置的中央处理器各寄存器和变量初始化，依次进行如下设置：
关闭看门狗、I/O端口初始化、与测试机通讯初始化、转换模块初始化、与计算机通讯初始化、与光码盘通讯初始化、定时器初始化；
(2)对中央处理器的各寄存器进行设置，总中断使能；
(3)对旋转装置进行自检寻零；
(4)解读导航命令，并执行相应动作；
(4.0)解读导航命令，导航命令包括：命令复位、命令往复旋转控制、命令绝对位置控制、命令速度控制、命令相对位置控制；
(4.1)导航命令为命令复位时，依次执行如下动作：对复位寄存器赋予复位状态字；启动看门狗；延时后，软件复位重启；
(4.2)导航命令为命令往复旋转控制时，依次执行如下动作：往复旋转控制启动中；指定速度解算；控制电机实现往复旋转一次；依次启动，运动，制动，启动，运动，制动；返回(4.0)；
(4.3)导航命令为命令绝对位置控制时，依次执行如下动作：绝对位置控制启动中；绝对位置解算；以固定速度，控制电机执行到指定位置；绝对位置控制完成；返回(4.0)；
(4.4)导航命令为命令速度控制时，依次执行如下动作：速度控制启动中；指定速度解算；控制电机实现指定速度旋转；速度控制完成；返回(4.0)；
(4.5)导航命令为命令相对位置控制时，依次执行如下动作：相对位置控制启动中；指定速度和位置解算；控制电机实现相对位置往复旋转一次；返回(4.0)；
利用步骤(1)～(4)，在惯性导航系统上电自检和工作过程中进行巡检，解读外部计算机发送的运动控制命令，对电机进行控制。
2.如权利要求1所述的一种旋转装置的控制方法，其特征在于：
a.在上述步骤(4)的过程中任何时刻，响应不同的中断源并执行相应命令：
(a.1)设置不同中断源的优先级：按优先级从最高到最低排列，依次为复位中断、外部信号中断、定时器中断、串口中断；
(a.2)复位中断时，依次执行如下动作：引脚通电复位；看门狗复位；JTAG复位；返回(4.0)；
(a.3)外部信号中断时，依次执行如下动作：进入外部同步信号触发中断源；采样角位置；处理角位置数据；串口向导航机发送数据和状态；返回(4.0)；
(a.4)定时器中断时，依次执行如下动作：重新赋值；光码盘通讯初始化；采样角位置；处理角位置数据；处理角速度数据；串口向导航机发送数据和状态；返回(4.0)；
(a.5)串口中断时，依次执行如下动作：准备接收导航机命令；接收并判断第1帧头；接收并判断第2帧头；接收其后的数据；接收最后1帧数据并判断校验和；返回(4.0)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510983144.8A CN106919192B (zh) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 一种旋转装置的控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510983144.8A CN106919192B (zh) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 一种旋转装置的控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106919192A CN106919192A (zh) | 2017-07-04 |
| CN106919192B true CN106919192B (zh) | 2019-11-15 |
Family
ID=59457625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510983144.8A Active CN106919192B (zh) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 一种旋转装置的控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106919192B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001035253A1 (en) * | 1999-11-08 | 2001-05-17 | Usertrust, Inc. | Legal-based or fiduciary-based data management process |
| CN1834980A (zh) * | 2006-03-29 | 2006-09-20 | 北京航空航天大学 | Sins/cns/gps组合导航半实物仿真系统 |
| CN101900559A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-12-01 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种捷联惯性导航系统双轴旋转调制方法 |
| CN102221364A (zh) * | 2011-03-10 | 2011-10-19 | 北京理工大学 | 一种单轴旋转式捷联惯导系统转位方法 |
| CN102628691A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-08 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种完全自主的相对惯性导航方法 |
| CN103090866A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-05-08 | 哈尔滨工程大学 | 一种单轴旋转光纤陀螺捷联惯导系统速度误差抑制方法 |
| CN103363989A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-23 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种捷联惯导系统内杆臂的估计与误差补偿方法 |
| CN104061945A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-24 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于ins和gps组合的垂线偏差动态测量装置及方法 |
| CN104482941A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-01 | 河北汉光重工有限责任公司 | 一种船用光学惯导长航时保精度导航的系统级补偿方法 |
-
2015
- 2015-12-24 CN CN201510983144.8A patent/CN106919192B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001035253A1 (en) * | 1999-11-08 | 2001-05-17 | Usertrust, Inc. | Legal-based or fiduciary-based data management process |
| CN1834980A (zh) * | 2006-03-29 | 2006-09-20 | 北京航空航天大学 | Sins/cns/gps组合导航半实物仿真系统 |
| CN101900559A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-12-01 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种捷联惯性导航系统双轴旋转调制方法 |
| CN102221364A (zh) * | 2011-03-10 | 2011-10-19 | 北京理工大学 | 一种单轴旋转式捷联惯导系统转位方法 |
| CN102628691A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-08 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种完全自主的相对惯性导航方法 |
| CN103363989A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-23 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种捷联惯导系统内杆臂的估计与误差补偿方法 |
| CN103090866A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-05-08 | 哈尔滨工程大学 | 一种单轴旋转光纤陀螺捷联惯导系统速度误差抑制方法 |
| CN104061945A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-24 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于ins和gps组合的垂线偏差动态测量装置及方法 |
| CN104482941A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-01 | 河北汉光重工有限责任公司 | 一种船用光学惯导长航时保精度导航的系统级补偿方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 一种单轴旋转捷联惯导系统抗晃动快速自对准方法;周章华，等;《中国惯性技术学报》;20111231;第19卷(第6期);第648-653页 * |
| 基于ARM平台的陀螺寻北方位仪的软硬件研究;何永前，等;《舰船电子工程》;20131231;第33卷(第227期);第68-71,95页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106919192A (zh) | 2017-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109634139A (zh) | 高超声速飞行器导航和控制系统半实物仿真系统及方法 | |
| CN102945024B (zh) | 风洞连续变角度运动测力数据采集系统及其采集方法 | |
| CN106814744A (zh) | 一种无人机飞行控制系统以及方法 | |
| US9200890B2 (en) | Machine vision systems and methods with predictive motion control | |
| CN106844822A (zh) | 一种支持快速虚实互换的运载火箭半实物仿真方法 | |
| JP2013505452A (ja) | レーザ照準機構 | |
| CN104133379A (zh) | 四旋翼飞行器仿真方法 | |
| CN104949691A (zh) | 基于超声电机的mems惯性器件旋转调制测试系统 | |
| JP7026695B2 (ja) | データ伝送方法、装置及びレーダ装置 | |
| CN106919192B (zh) | 一种旋转装置的控制方法 | |
| CN104697549A (zh) | 一种用于mems-mimu的标定系统及方法 | |
| CN103884352B (zh) | 光纤陀螺输出延迟时间自动测量的方法及装置 | |
| Kis et al. | Design and hardware-in-the-loop test of the embedded control system of an indoor quadrotor helicopter | |
| CN202916068U (zh) | 风洞连续变角度运动测力试验数据采集系统 | |
| CN104897169A (zh) | 一种微型姿态模块的动态精度测试系统及其方法 | |
| CN106645940A (zh) | 数字舵系统的频率响应特性测试装置及测试方法 | |
| CN110940352B (zh) | 微机电系统惯性测量单元自动校准系统及其校准验证方法 | |
| Seok et al. | A highly parallelized control system platform architecture using multicore CPU and FPGA for multi-DoF robots | |
| CN111431651B (zh) | 一种适用于火星探测的多计算机同步运行与时间对准方法 | |
| CN109015646A (zh) | 位置信息自标定方法、装置、设备和存储介质 | |
| WO2022227092A1 (zh) | 可移动平台、芯片设计的验证装置、验证方法 | |
| CN105136168B (zh) | 捷联惯性设备的低成本速率闭环转位控制方法及控制装置 | |
| CN204902847U (zh) | 一种导航计算机平台 | |
| EP4009510A1 (en) | Motor control device, moving body, motor control method, and program | |
| CN107806850A (zh) | 一种舵机间隙测量方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |