三冗余數(shù)字伺服控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種伺服控制器，具體公開一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，三冗余電源變換電路的輸出端分別與三冗余指令通道電路、三冗余輸出通道電路、三冗余反饋通道電路的電源輸入端連接；指令通道電路的控制信號輸出端與余輸出通道電路的控制信號輸入端連接，輸出通道電路的控制信號輸出端與三冗余伺服閥線圈的原邊連接；指令通道電路的位移信號采集端與反饋通道電路的信號輸出端連接，反饋通道電路的信號輸入端與三冗余伺服作動器的三冗余位移傳感器的信號輸出端連接；三冗余伺服閥的控制信號輸出端與三冗余伺服作動器的控制信號輸入端連接。本發(fā)明的控制器能夠滿足飛行器伺服系統(tǒng)的高可靠性要求，實現(xiàn)飛行器伺服系統(tǒng)的三冗余數(shù)字化通訊和控制。
【專利說明】三冗余數(shù)字伺服控制器

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于一種伺服控制器，具體涉及一種用于飛行器伺服系統(tǒng)的三冗余余數(shù)字伺服控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有技術(shù)中的單余度數(shù)字伺服控制器，由電源電路、CPU電路、A/D電路、D/A電路、功率放大電路組成。該伺服控制器是伺服系統(tǒng)數(shù)字電子控制補償裝置，通過1553B總線電纜和電源導線與控制系統(tǒng)進行電氣連接，由控制系統(tǒng)提供+28V電源，通過該控制器內(nèi)部電源變換電路變換為控制器自身及伺服系統(tǒng)所需要的電源電壓信號。但是，由于飛行器系統(tǒng)的高可靠性要求，加之火箭上安裝空間和質(zhì)量的限制，如果直接采用單余度數(shù)字伺服控制器提高可靠性，則需要三個單余度伺服控制器分別控制三冗余伺服閥的每個前置級，系統(tǒng)質(zhì)量和空間布局都無法滿足技術(shù)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，該控制器能夠滿足飛行器伺服系統(tǒng)的高可靠性要求，實現(xiàn)飛行器伺服系統(tǒng)的三冗余數(shù)字化通訊和控制。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，該控制器包括三冗余電源變換電路、三冗余指令通道電路、三冗余輸出通道電路和三冗余反饋通道電路，三冗余電源變換電路的電源輸出端分別與三冗余指令通道電路、三冗余輸出通道電路、三冗余反饋通道電路的電源信號輸入端連接；三冗余指令通道電路的控制信號輸出端與三冗余輸出通道電路的控制信號輸入端連接，三冗余輸出通道電路的控制信號輸出端與三冗余伺服閥線圈的原邊連接；三冗余指令通道電路的位移信號采集端與三冗余反饋通道電路的信號輸出端連接，三冗余反饋通道電路的信號輸入端與伺服作動器的三冗余位移傳感器的信號輸出端連接；三冗余伺服閥的控制信號輸出端與伺服作動器的控制信號輸入端連接；三冗余電源變換電路將三冗余電壓變換為二次電源，分別為三冗余指令通道電路、三冗余輸出通道電路和三冗余反饋通道電路供電；三冗余位移傳感器采集伺服作動器的位移信號并傳輸給三冗余反饋通道電路，三冗余反饋通道電路將該位移信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換生成位移數(shù)字量信號，并將該位移數(shù)字量信號傳輸給三冗余指令通道電路；同時，三冗余指令通道電路接收三冗余指令；三冗余指令通道電路將三冗余指令和位移數(shù)字量信號進行閉環(huán)運算后輸出三冗余指令數(shù)字控制信號，并將該三冗余指令數(shù)字控制信號傳輸給三冗余輸出通道電路；三冗余輸出通道電路將三冗余指令數(shù)字控制信號進行D/A轉(zhuǎn)換、運算放大、功率放大后，生成伺服閥電流信號，該伺服閥電流信號控制三冗余伺服閥的動作，從而控制伺服作動器工作。
[0005]所述的三冗余電源變換電路包括三路相互獨立的電源變換電路；三冗余指令通道電路包括三路相互獨立的指令通道電路，每一路指令通道電路均由由總線指令接收模塊與DSP串聯(lián)組成；三冗余輸出通道電路包括三路輸出通道電路，每一路輸出通道電路均由D/A輸出、運算放大電路、功率放大電路串聯(lián)組成，三路運算放大電路的輸出端并聯(lián)，三路功率放大電路的輸出端分別與三冗余伺服閥的三個線圈原邊連接；三冗余反饋通道電路三路余度，每個余度均由三個A/D芯片串聯(lián)組成，每個余度的相鄰三個A/D芯片的輸出端并聯(lián)后分別與伺服作動器的三路三冗余位移傳感器連接。
[0006]所述的三冗余電源變換電路的三路電源變換電路分別將三冗余+28V電壓變換為+5V電源電壓和±15V電源電壓；三路電源變換電路的+5V電源輸出端分別與三冗余指令通道電路的三路總線指令接收模塊連接，給三路總線指令接收模塊供+5V電源電壓；三路電源變換電路的+5V電源輸出端還與三冗余反饋通道的每個A/D芯片連接，給每個A/D芯片供+5V電源電壓；三路電源變換電路的+15V電源輸出端、-15V電源輸出端均與三冗余輸出通道電路的運算放大電路、功率放大電路連接，給運算放大電路、功率放大電路供+15V電源電壓和_15V電源電壓。
[0007]所述的三冗余電源變換電路的三路電源變換電路均由第一限流電阻、第二限流電阻、+28V電源濾波器、±15V電源變換電路、+5V電源變換電路組成；第一限流電阻與第二限流電阻并聯(lián)的輸入端與+28V電源的輸出端連接，第一限流電阻與第二限流電阻并聯(lián)的輸出端與+28V電源濾波器的輸入端連接，+28V電源濾波器的接地端接地；+28V電源濾波器的輸出端分別與±15V電源變換電路的輸入端、+5V電源變換電路的輸入端連接；±15V電源變換電路、+5V電源變換電路的接地端均接地；三路+28V電源電壓分別輸入到三路電源變換電路的第一限流電阻、第二限流電阻的輸入端，+28V電源電壓經(jīng)過雙冗余的第一限流電阻、第二限流電阻限流后經(jīng)+28V電源濾波器濾波，再經(jīng)過+5V電源變換電路和±15V電源變換電路后輸出+5V電源電壓和±15V電源電壓。
[0008]所述的三冗余指令通道電路的三路指令接收模塊均由第一耦合變壓器、第二耦合變壓器、1553B總線接口電路組成，三路DSP均為DSP控制電路；第一耦合變壓器、第二耦合變壓器的輸出端均與1553B總線接口電路的輸入連接，1553B總線接口電路的輸出端與DSP控制電路的輸入端連接，每一路DSP控制電路的輸出端分別與三冗余輸出通道電路的一路D/A輸出的輸入端連接；每一路DSP控制電路的反饋端均與三冗余反饋通道電路的每一路余度的A/D芯片的輸出端連接；三路指令接收模塊的第一耦合變壓器、第二耦合變壓器分別接收雙冗余1553B總線指令，分別通過第一耦合變壓器2A、第二耦合變壓器2B實現(xiàn)1533B總線中電信號與1553B總線接口電路中的電信號電平轉(zhuǎn)換；1553B總線接口電路輸出DSP控制電路可接收的并口數(shù)據(jù)信號；DSP控制電路接收1553B總線接口電路輸出的16bit數(shù)字信號。
[0009]所述的三冗余反饋通道電路的第一路余度由第一 A/D芯片、第二 A/D芯片、第三A/D芯片并聯(lián)構(gòu)成，第二路余度由第四A/D芯片、第五A/D芯片、第六A/D芯片并聯(lián)構(gòu)成，第三路余度由第七A/D芯片、第八A/D芯片、第九A/D芯片并聯(lián)構(gòu)成；第一 A/D芯片、第二 A/D芯片、第三A/D芯片的輸入端并聯(lián)后與三冗余指令通道電路的第一路DSP控制電路的反饋端連接，第四A/D芯片、第五A/D芯片、第六A/D芯片的輸入端并聯(lián)后與三冗余指令通道電路的第二路DSP控制電路的反饋端連接，第七A/D芯片、第八A/D芯片、第九A/D芯片的輸入端并聯(lián)后與三冗余指令通道電路的第三路DSP控制電路的反饋端連接；第一 A/D芯片、第四A/D芯片、第七A/D芯片的輸入端并聯(lián)后與伺服作動器的一個三冗余傳感器的輸出端連接，第二 A/D芯片、第五A/D芯片、第八A/D芯片的輸入端并聯(lián)后與伺服作動器的一個三冗余傳感器的輸出端連接，第三A/D芯片、第六A/D芯片、第九A/D芯片的輸入端并聯(lián)后與伺服作動器的一個三冗余傳感器的輸出端連接；三冗余反饋通道電路將伺服作動器的三個三冗余位移傳感器輸出的三路位移信作為三冗余反饋通道電路的A/D芯片的輸入信號，三路位移信均同時由三個余度中的A/D芯片采集，每個余度的采集的位移信號通過A/D芯片轉(zhuǎn)換為三路12bit數(shù)字信號，分別輸入到三冗余指令通道電路的三路DSP控制電路；三路DSP控制電路接收三冗余反饋通道電路輸出的三路12bit的數(shù)字位移信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)閉環(huán)處理后的輸出12bit的控制信號、并將該信號傳輸給三冗余輸出通道電路。
[0010]所述的三冗余輸出通道電路包括第一 D/A輸出、第二 D/A輸出、第三D/A輸出、第一運算放大電路、第二運算放大電路、第三運算放大電路、第一功率放大電路、第二功率放大電路、第三功率放大電路；第一 D/A輸出、第一運算放大電路、第一功率放大電路串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路A ;第一 D/A輸出的輸入端與第一路DSP控制電路的輸出端連通,第一功率放大電路的輸出端與三冗余伺服閥中第一線圈的原邊連接；第二 D/A輸出、第二運算放大電路、第二功率放大電路串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路B ;第二 D/A輸出的輸入端與第二路DSP控制電路的輸出端連接，第二功率放大電路的輸出端與三冗余伺服閥中第二線圈的原邊連接；第三D/A輸出、第二運算放大電路、第三功率放大電路串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路C ;第三D/A輸出的輸入端與第三路DSP控制電路的輸出端連通，第三功率放大電路的輸出端與三冗余伺服閥中第三線圈的原邊連接；三冗余輸出通道電路的第一 D/A輸出、第二 D/A輸出、第三D/A輸出分別接收三冗余指令通道電路的三路DSP控制電路輸出的三路12bit的控制信號，三路12bit的控制信號分別經(jīng)過第一 D/A輸出、第二 D/A輸出、第三D/A輸出將三路數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為三路模擬信號，第一運算放大電路、第二運算放大電路、第三運算放大電路分別將三路模擬信號進行放大，第一運算放大電路、第二運算放大電路、第三運算放大電路并聯(lián)輸出電壓信號，第一功率放大電路、第二功率放大電路、第三功率放大電路將電壓信號進行功率放大后分別生成三路伺服閥控制電流信號，該伺服閥電流信號控制三冗余伺服閥的動作，從而控制伺服作動器工作。
[0011]所述的第一運算放大電路由第一運放、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻組成；第一 D/A輸出的輸出端與第一電阻的一端連接，第一電阻的另一端與第一運放的+輸入端連接，第一運放的-輸入端分別與第四電阻的一端、第三電阻的一端連接，第四電阻的另一端接地；第一運放的輸出端與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第三電阻的另一端連接；第一運放的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路的+15V、-15V電源輸出端連接；所述的第一功率放大電路由第一功放由、第十三電阻由、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻組成；第十四電阻的一端與第二電阻、第三電阻另一端均連接；第十四電阻的另一端分別與第二運放的-輸入端、第十六電阻的一端連接，第十六電阻的另一端分別與第十七電阻的一端、三冗余伺服閥的線圈A的原邊一端連接，第十七電阻的另一端接地；第一功放的+輸入端與第十三電阻的一端連接，第十三電阻的另一端接地;第二運放的輸出端與第十五電阻的一端連接，第十五電阻的另一端與三冗余伺服閥的線圈A的原邊另一端連接；第一功放的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路的+15V、-15V電源輸出端連接。
[0012]所述的第二運算放大電路由第二運放、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻組成；第二 D/A輸出的輸出端與第五電阻的一端連接,第五電阻的另一端與第二運放的+輸入端連接，第二運放的-輸入端分別與第八電阻的一端、第七電阻的一端連接，第八電阻的另一端接地；第二運放的輸出端與第六電阻的一端連接，第六電阻的另一端與第七電阻的另一端連接；第二運放的一個電源輸入端與第二電源變換電路的+15V電源輸出端連接，第二運放的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路的+15V、-15V電源輸出端連接；所述的第二功率放大電路由第二功放、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二 i^一電阻、第二十二電阻組成；第十九電阻的一端與第六電阻、第七電阻的另一端均連接；第十九電阻的另一端分別與第二功放的-輸入端、第二十一電阻的一端連接，第二十一電阻的另一端分別與第二十二電阻的一端、三冗余伺服閥的線圈B的原邊一端連接，第二十二電阻的另一端接地；第二功放的+輸入端與第十八電阻的一端連接，第十八電阻的另一端接地；第二功放的輸出端與二十電阻的一端連接，第二十電阻的另一端與三冗余伺服閥的線圈B的原邊另一端連接；第二功放的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路的+15V、-15V電源輸出端連接。
[0013]所述的第三運算放大電路由第三運放、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻組成；第三D/A輸出的輸出端與第九電阻的一端連接，第九電阻的另一端與第三運放的+輸入端連接，第三運放的-輸入端分別與第十二電阻的一端、第十一電阻的一端連接，第十二電阻的另一端接地；第三運放的輸出端與第十電阻的一端連接，第十電阻的另一端與第十一電阻的另一端連接；第三運放的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路的+15V、-15V電源輸出端連接；第十二電阻與第十一電阻的連接端、第八電阻與第七電阻的連接端、第四電阻與第三電阻的連接端之間均互相連接；所述的第三功率放大電路由第三功放、第二十三電阻、第二十四電阻、第二十五電阻、第二十六電阻、第二十七電阻組成；第二十四電阻的一端與第十電阻、第十一電阻的另一端均連接；第二十四電阻的另一端分別與第三功放的-輸入端、第二十六電阻的一端連接，第二十六電阻的另一端分別與第二十七電阻的一端、三冗余伺服閥的線圈C的原邊一端連接，第二十七電阻的另一端接地；第三功放的+輸入端與第二十三電阻的一端連接，第二十三電阻的另一端接地；第三功放的輸出端與第二十五電阻的一端連接，第二十五電阻的另一端與三冗余伺服閥的線圈C的原邊另一端連接；第三功放的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路的+15V、-15V電源輸出端連接。
[0014]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:本發(fā)明的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)與飛行器控制系統(tǒng)基于1553B總線的三冗余數(shù)據(jù)通訊、伺服系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字閉環(huán)控制、數(shù)字零位補償及校正、伺服系統(tǒng)信號采集等功能，并將飛行器控制系統(tǒng)的三冗余+28V電源信號變換為伺服控制器本身和伺服作動器提供工作電源。本發(fā)明的三冗余伺服控制器通過1553B總線接收控制系統(tǒng)的三冗余數(shù)字控制指令，三冗余伺服控制器的每個余度通過A/D采集I臺伺服作動器的三冗余線位移傳感器的3路線位移信號，由DSP執(zhí)行線位移多數(shù)表決算法和數(shù)據(jù)閉環(huán)控制算法處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換及功率放大后輸出伺服閥控制電流，輸出到三冗余伺服閥的3個前置級，從而控制伺服作動器執(zhí)行相應動作。(I)電源供電三冗余:三冗余伺服控制器中的每個余度單獨供電，即有三套三冗余的供電電路為三冗余伺服控制器的控制電路供電，當有一路供電電路故障時，對伺服系統(tǒng)控制性能無影響。(2)指令通道三冗余指令通道三冗余:接收的數(shù)字指令信號、總線接口電路及DSP控制電路三冗余配置，當一路指令通道故障時，對伺服系統(tǒng)控制性能無影響。(3)輸出通道三冗余，且具有故障吸收功能:DSP控制算法輸出的控制信號通過三冗余的D/A輸出到運算放大器電路，在運算放大器輸出端并聯(lián)實現(xiàn)指令通道一度故障吸收功能，運放并聯(lián)輸出的信號作為三冗余功率放大器的輸入信號，最后控制三冗余伺服閥，當一路輸出通道電路中的D/A輸出、運算放大電路故障時，對伺服系統(tǒng)控制性能無影響；當一路輸出通道電路中的功率放大電路故障時，伺服系統(tǒng)控制功能正常、性能略有下降。(4)反饋通道三冗余:三冗余位移傳感器的信號作為反饋通道A/D的輸入信號，三路位移傳感器分別由每個子控制器中的三個A/D芯片進行采集，同時另兩個子控制器中的三個A/D芯片，輸入到三個DSP芯片中后進行多數(shù)表決，實現(xiàn)高可靠冗余控制。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)“伺服控制的一度故障吸收能力”，可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所提供的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器的系統(tǒng)圖；
[0016]圖2為本發(fā)明所提供的電源變換電路的原理圖；
[0017]圖3為本發(fā)明所提供的指令通道電路的原理圖；
[0018]圖4為本發(fā)明所提供的三冗余輸出通道電路的原理圖。
[0019]
[0020]圖中:1.三冗余電源變換電路，101.第一電源變換電路，102.第二電源變換電路，103.第三電源變換電路，1A.第一限流電阻，1B.第二限流電阻，1C.+28V電源濾波器，ID.±15V電源變換電路，IE.+5V電源變換電路；
[0021]2.三冗余指令通道電路，201.第一總線指令接收模塊，202.第二總線指令接收模塊，203.第三總線指令接收模塊，204.第一 DSP, 205.第二 DSP, 206.第三DSP;2A.第一耦合變壓器，2B.第二耦合變壓器，2C.1553B總線接口電路；
[0022]3.三冗余輸出通道電路，301.第一 D/A輸出，302.第二 D/A輸出，303.第三D/A輸出，304.第一運算放大電路，305.第二運算放大電路，306.第三運算放大電路，307.第一功率放大電路，308.第二功率放大電路，309.第三功率放大電路；Yl.第一運放，R304A.第一電阻，R304B.第二電阻，R304C.第三電阻，R304D.第四電阻；Gl.第一功放，R307A.第十三電阻，R307B.第十四電阻，307C.第十五電阻R，R307D.第十六電阻，R307E.第十七電阻；Y2.第二運放，R305A.第五電阻，R305B.第六電阻，R305C.第七電阻，R305D.第八電阻；G2.第二功放，R308A.第十八電阻，R308B.第十九電阻，R308C.第二十電阻，R308D.第二i^一電阻，R308E.第二十二電阻；Y3.第三運放，R306A.第九電阻，R306B.第十電阻，R306C.第i^一電阻，R306D.第十二電阻；G3.第三功放，R309A.第二十三電阻，R309B.第二十四電阻，R309C.第二十五電阻，R309D.第二十六電阻，R309E.第二十七電阻；
[0023]4.三冗余反饋通道電路，401.第一 A/D芯片，402.第二 A/D芯片，403.第三A/D芯片，404.第四A/D芯片，405.第五A/D芯片，406.第六A/D芯片，407.第七A/D芯片，408.第八A/D芯片，409.第九A/D芯片；
[0024]5.三冗余伺服閥,6.伺服作動器。

【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0026]如附圖1所示，本發(fā)明所提供的一種三冗余伺服控制器包括三冗余電源變換電路1、三冗余指令通道電路2、三冗余輸出通道電路3和三冗余反饋通道電路4。三冗余電源變換電路I的電源輸出端分別與三冗余指令通道電路2的電源信號輸入端、三冗余輸出通道電路3的電源信號輸入端、三冗余反饋通道電路4的電源信號輸入端連接。三冗余指令通道電路2的控制信號輸出端與三冗余輸出通道電路3的控制信號輸入端連接，三冗余輸出通道電路3的控制信號輸出端與三冗余伺服閥5的閥線圈高低端連接。三冗余指令通道電路2的位移信號采集端與三冗余反饋通道電路4的信號輸出端連接，三冗余反饋通道電路4的信號輸入端與伺服作動器6的三冗余位移傳感器A、B、C的信號輸出端連接。三冗余伺服閥控制伺服作動器6的作動筒運動。三冗余電源變換電路I將三冗余+28V電壓變換為二次電源，分別為三冗余指令通道電路2、三冗余輸出通道電路3和三冗余反饋通道電路4供電。三冗余位移傳感器A、B、C采集伺服作動器6的位移信號，三冗余反饋通道電路4采集三冗余位移傳感器A、B、C輸出的位移電壓信號，三冗余反饋通道電路4將該位移信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換生成位移數(shù)字量信號，三冗余反饋通道電路4將該位移數(shù)字量信號傳輸給三冗余指令通道電路2。同時，三冗余指令通道電路2接收控制系統(tǒng)發(fā)送來的三冗余指令。三冗余指令通道電路2將三冗余指令和位移數(shù)字量信號采用陷波算法進行閉環(huán)運算后輸出三冗余指令數(shù)字控制信號，并將該三冗余指令數(shù)字控制信號傳輸給三冗余輸出通道電路3。三冗余輸出通道電路3將三冗余指令數(shù)字控制信號進行D/A轉(zhuǎn)換、運算放大、功率放大后，生成伺服閥電流信號，該伺服閥電流信號控制三冗余伺服閥5，從而控制伺服作動器6動作。
[0027]如附圖1和圖2所示，三冗余電源變換電路I包括第一電源變換電路101、第二電源變換電路102、第三電源變換電路103，第一電源變換電路101、第二電源變換電路102、第三電源變換電路103之間相互獨立。
[0028]如附圖1和圖2所示，第一電源變換電路101、第二電源變換電路102、第三電源變換電路103均由第一限流電阻1A、第二限流電阻IB、+28V電源濾波器1C、±15V電源變換電路ID、+5V電源變換電路IE組成。第一限流電阻IA與第二限流電阻IB并聯(lián)的輸入端與控制系統(tǒng)輸出的+28V電源的輸出端連接，第一限流電阻IA與第二限流電阻IB并聯(lián)的輸出端與+28V電源濾波器IC的輸入端連接，+28V電源濾波器IC的接地端接地。+28V電源濾波器IC的輸出端分別與±15V電源變換電路ID的輸入端、+5V電源變換電路IE的輸入端連接；±15V電源變換電路1D、+5V電源變換電路IE的接地端均接地；±15V電源變換電路ID的土 15V電壓輸出端與第一 D/A輸出301、第一運算放大電路304、第一功率放大電路307的電源端連接；+5V電源變換電路IE的+5V電壓輸出端與第一總線指令接收模塊201的1553B總線接口電路2C的電源端相連，與第一 A/D芯片401、第二 A/D芯片402、第三A/D芯片403的電源端連接。
[0029]如附圖1和圖2所示，三冗余伺服控制器接收三路+28V電源電壓輸入到三冗余電源變換電路1，三冗余電源變換電路中I使用雙冗余的第一限流電阻1A、第二限流電阻IB限流后經(jīng)+28V電源濾波器IC濾波，再經(jīng)過+5V電源變換電路IE和土 15V電源變換電路ID后輸出三冗余伺服控制器6需要的+5V和±15V 二次電源電壓。
[0030]如附圖1和圖3所示，三冗余指令通道電路2包括第一總線指令接收模塊201、第二總線指令接收模塊202、第三總線指令接收模塊203、第一 DSP電路204、第二 DSP電路205、第三DSP電路206。第一總線指令接收模塊201的輸入端與1553B總線網(wǎng)絡連接，第一總線指令接收模塊201的輸出端與第一 DSP電路204的輸入端連接，第一 DSP電路204的輸入輸出端與三冗余輸出通道電路3的第一 D/A輸出301的輸入端連接，第一 DSP電路
204的數(shù)據(jù)端與三冗余反饋通道電路4的第一 A/D芯片401的數(shù)據(jù)端連接。第二總線指令接收模塊202的輸入端與1553B總線網(wǎng)絡連接，第二總線指令接收模塊202的輸出端與第二 DSP電路205的輸入端連接，第二 DSP電路205的輸出端與三冗余輸出通道電路3的第二 D/A輸出302的數(shù)據(jù)端連接，第二 DSP電路205的數(shù)據(jù)端與三冗余反饋通道電路4的第二 A/D芯片404的數(shù)據(jù)端連接。第三總線指令接收模塊203的輸入端與1553B總線網(wǎng)絡連接，第三總線指令接收模塊203的輸出端與第三DSP電路206的輸入端連接，第三DSP電路206的數(shù)據(jù)端與三冗余輸出通道電路3的第三D/A輸出303的數(shù)據(jù)端連接，第三DSP電路206的數(shù)據(jù)端與三冗余反饋通道電路4的第二 A/D芯片407的數(shù)據(jù)端連接。
[0031]如附圖1和圖3所示，第一總線指令接收模塊201、第二總線指令接收模塊202、第三總線指令接收模塊203均由第一耦合變壓器2A、第二耦合變壓器2BU553B總線接口電路2C組成；第一 DSP電路204、第二 DSP電路205、第三DSP電路206均為DSP控制電路ID0第一I禹合變壓器2A的輸入端與1553B總線網(wǎng)絡連接,第一I禹合變壓器2A的輸出端與1553B總線接口電路2C的總線信號輸入端連接。第二耦合變壓器2B的輸入端與1553B總線網(wǎng)絡連接，第二耦合變壓器2B的輸出端與1553B總線接口電路2C的總線信號輸入端連接。1553B總線接口電路2C的輸出端與DSP控制電路2D的數(shù)據(jù)端連接，DSP控制電路2D的數(shù)據(jù)端與三冗余輸出通道電路3的數(shù)據(jù)端連接。DSP控制電路2D的數(shù)據(jù)端與三冗余反饋通道電路4的數(shù)據(jù)端連接。第一電源變換電路101的+5V電源輸出端與三冗余指令通道電路2的第一總線指令接收模塊201中的1553B總線接口電路2C的電源輸入端連接；第二電源變換電路102的+5V電源輸出端與三冗余指令通道電路2的第二總線指令接收模塊202中的1553B總線接口電路2C的電源輸入端連接；第三電源變換電路103的+5V電源輸出端與三冗余指令通道電路2的第三總線指令接收模塊203中的1553B總線接口電路2C的電源輸入端連接。
[0032]如附圖1和圖3所示，三冗余伺服控制器通過三冗余指令通道電路2接收雙冗余1553B總線A的指令1.1或者雙冗余1553B總線B的指令1.2 ;分別通過第一耦合變壓器2A、第二耦合變壓器2B實現(xiàn)1533B總線中電信號與1553B總線接口電路2C中的電信號電平轉(zhuǎn)換；1553B總線接口電路2C實現(xiàn)了遠程終端地址的配置及總線信號的智能管理，1553B總線接口電路2C輸出DSP控制電路2D可接收的并口數(shù)據(jù)信號；DSP控制電路2D接收1553B總線接口電路2C輸出的16bit數(shù)字信號，接收三冗余反饋通道電路4輸出的12bit的數(shù)字位移信號，采用陷波算法進行數(shù)據(jù)閉環(huán)處理實現(xiàn)伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，數(shù)據(jù)閉環(huán)處理輸出的12bit數(shù)字電壓控制信號給三冗余輸出通道電路3。
[0033]如附圖1所示，三冗余反饋通道電路4由第一 A/D芯片401、第二 A/D芯片402、第三A/D芯片403、第四A/D芯片404、第五A/D芯片405、第六A/D芯片406、第七A/D芯片407、第八A/D芯片408、第九A/D芯片409組成。第一 A/D芯片401、第二 A/D芯片402、第三A/D芯片403并聯(lián)構(gòu)成余度A，第四A/D芯片404、第五A/D芯片405、第六A/D芯片406并聯(lián)構(gòu)成余度B，第七A/D芯片407、第八A/D芯片408、第九A/D芯片409并聯(lián)構(gòu)成余度C。第一 A/D芯片401、第二 A/D芯片402、第三A/D芯片403的數(shù)據(jù)端并聯(lián)后與第一 DSP電路204的數(shù)據(jù)端連接。第四A/D芯片404、第五A/D芯片405、第六A/D芯片406的數(shù)據(jù)端并聯(lián)后與第二 DSP電路205的數(shù)據(jù)端連接。第七A/D芯片407、第八A/D芯片408、第九A/D芯片409的數(shù)據(jù)端并聯(lián)后與第三DSP電路206的數(shù)據(jù)端連接。第一 A/D芯片401、第四A/D芯片404、第七A/D芯片407的模擬電壓輸入端并聯(lián)后與三冗余傳感器A的輸出端連接。第二 A/D芯片402、第五A/D芯片405、第八A/D芯片408的模擬電壓輸入端并聯(lián)后與三冗余傳感器B的輸出端連接。第三A/D芯片403、第六A/D芯片406、第九A/D芯片409的模擬電壓輸入端并聯(lián)后與三冗余傳感器C的輸出端連接。第一電源變換電路101的+5V電源輸出端與三冗余反饋通道4的第一 A/D芯片401、第二 A/D芯片402、第三A/D芯片403的電源輸入端連接。第二電源變換電路102的+5V電源輸出端與三冗余反饋通道4的第四A/D芯片404、第五A/D芯片405、第六A/D芯片406的電源輸入端連接。第三電源變換電路103的+5V電源輸出端與三冗余反饋通道4的第七A/D芯片407、第八A/D芯片408、第九A/D芯片409的電源輸入端連接。
[0034]如附圖1所示，三冗余反饋通道電路4將三冗余位移傳感器A、B、C輸出的位移信號A、B、C作為三冗余反饋通道電路4的A/D芯片的輸入信號。位移信號A、位移信號B、位移信號C均同時由三個余度A、B、C中的A/D芯片進行采集，每個余度的采集的位移信號通過A/D芯片轉(zhuǎn)換為12bit數(shù)字信號，分別輸入到第一 DSP電路204、第二 DSP電路205、第三DSP 電路 206。
[0035]如附圖1和圖4所示，三冗余輸出通道電路3包括第一 D/A輸出301、第二 D/A輸出302、第三D/A輸出303、第一運算放大電路304、第二運算放大電路305、第三運算放大電路306、第一功率放大電路307、第二功率放大電路308、第三功率放大電路309。第一 D/A輸出301、第一運算放大電路304、第一功率放大電路307串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路A ;第一 D/A輸出301的輸入端與第一 DSP電路204的輸出端連通，第一功率放大電路307的輸出端與三冗余伺服閥5中第一線圈的原邊連接。第二 D/A輸出302、第二運算放大電路305、第二功率放大電路308串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路B ;第二 D/A輸出302的輸入端與第二 DSP電路
205的輸出端連接，第二功率放大電路308的輸出端與三冗余伺服閥5中第二線圈的原邊連接。第三D/A輸出303、第二運算放大電路305、第三功率放大電路309串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路C ;第三D/A輸出303的輸入端與第三DSP電路206的輸出端連通，第三功率放大電路309的輸出端與三冗余伺服閥5中第三線圈的原邊連接。第一運算放大電路304、第二運算放大電路305、第三運算放大電路306的輸出端并聯(lián)。
[0036]如附圖1和圖4所示，三冗余指令通道電路2的第一 DSP電路204、第二 DSP電路205、第三DSP電路205將三冗余反饋通道電路4的A/D芯片輸出的12bit數(shù)字線位移電壓信號進行多數(shù)表決計算，線位移多數(shù)表決計算的結(jié)果和三冗指令通道電路2接收的雙冗余1553B總線的指令采用陷波算法進行數(shù)據(jù)閉環(huán)控制處理后生成12bit數(shù)字電壓控制信號。三冗余指令通道電路2的第一 DSP電路204、第二 DSP電路205、第三電路DSP206各自輸出的一路12bit數(shù)字信號，分別經(jīng)過第一 D/A輸出301、第二 D/A輸出302、第三D/A輸出303將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號U1、U2、U3，模擬信號U1、U2、U3分別作為第一運算放大電路304、第二運算放大電路305、第三運算放大電路306的輸入信號。第一運算放大電路304、第二運算放大電路305、第三運算放大電路306將各自的模擬信號U1、U2、U3進行放大處理后分別生成電壓信號。第一運算放大電路304、第二運算放大電路305、第三運算放大電路306并聯(lián)輸出電壓信號Uo,電壓信號Uo傳輸給第一功率放大電路307、第二功率放大電路308、第三功率放大電路309，第一功率放大電路307、第二功率放大電路308、第三功率放大電路309對該電壓信號Uo行功率放大處理后分別生成電流信號。第一功率放大電路307、第二功率放大電路308、第三功率放大電路309的電流信號分別傳輸給三冗余伺服閥5的線圈A、線圈B、線圈C，從而分別驅(qū)動伺作動器6的三冗余伺服閥工作。在并連點Uo之前的三冗余指令通道電路2和三冗余輸出通道電路3出現(xiàn)單點故障時，該處的輸出Uo仍可跟隨1533B總線指令的動作，對本發(fā)明的三冗余余數(shù)字伺服控制器的性能無影響，具有一度故障吸收能力。
[0037]如圖1和圖4所示，第一運算放大電路304由第一運放Y1、第一電阻R304A、第二電阻R304B、第三電阻R304C、第四電阻R304D組成。第一 D/A輸出301的輸出端與第一電阻R304A的一端連接,第一電阻R304A的另一端與第一運放Yl的+輸入端連接，第一運放Yl的-輸入端分別與第四電阻R304D的一端、第三電阻R304C的一端連接，第四電阻R304D的另一端接地。第一運放Yl的輸出端與第二電阻R304B的一端連接，第二電阻R304B的另一端與第三電阻R304C的另一端連接。第一運放Π的一個電源輸入端與第一電源變換電路101的+15V電源輸出端連接,第一運放Π的另一個電源輸入端與第一電源變換電路101的-15V電源輸出端連接。第一運算放大電路304將輸入的電壓信號Ul同相二倍放大，R304A為同相輸入電阻，R304D為反相輸入電阻，R304C為反饋電阻，R304B為運放輸出端限流電阻。
[0038]如圖1和圖4所示，第一功率放大電路307由第一功放G1、第十三電阻R307A、第十四電阻R307B、第十五電阻R307C、第十六電阻R307D、第十七電阻R307E組成。第十四電阻R307B的一端與第二電阻R304B、第三電阻R304C另一端均連接。第十四電阻R307B的另一端分別與第二運放Y2的-輸入端、第十六電阻R307D的一端連接，第十六電阻R307D的另一端分別與第十七電阻R307E的一端、三冗余伺服閥5的線圈A的原邊一端連接，第十七電阻R307E的另一端接地。第一功放Gl的+輸入端與第十三電阻R307A的一端連接，第十三電阻R307A的另一端接地。第二運放Y2的輸出端與第十五電阻R307C的一端連接，第十五電阻R307C的另一端與三冗余伺服閥5的線圈A的原邊另一端連接。第一功放Gl的一個電源輸入端與第一電源變換電路101的+15V電源輸出端連接,第一功放Gl的另一個電源輸入端與第一電源變換電路101的-15V電源輸出端連接。第一功率放大電路307將輸入的電壓信號Uo反相等比放大，R307A為同相輸入電阻，R307B為反相輸入電阻，R307D為反饋電阻，R307C為功放輸出端限流電阻，R307E為閥電流取樣電阻。
[0039]如圖1和圖4所示，第二運算放大電路305由第二運放Y2、第五電阻R305A、第六電阻R305B、第七電阻R305C、第八電阻R30?組成。第二 D/A輸出302的輸出端與第五電阻R305A的一端連接，第五電阻R305A的另一端與第二運放Y2的+輸入端連接，第二運放Y2的-輸入端分別與第八電阻R305D的一端、第七電阻R305C的一端連接，第八電阻R305D的另一端接地。第二運放Y2的輸出端與第六電阻R305B的一端連接，第六電阻R305B的另一端與第七電阻R305C的另一端連接。第二運放Y2的一個電源輸入端與第二電源變換電路102的+15V電源輸出端連接，第二運放Y2的另一個電源輸入端與第二電源變換電路102的-15V電源輸出端連接。第二運算放大電路305將輸入的電壓信號U2同相二倍放大，R305A為同相輸入電阻，R305D為反相輸入電阻，R305C為反饋電阻，R305B為運放輸出端限流電阻。
[0040]如圖1和圖4所示，第二功率放大電路308由第二功放G2、第十八電阻R308A、第十九電阻R308B、第二十電阻R308C、第二 ^^一電阻R308D、第二十二電阻R308E組成。第十九電阻R308B的一端與第六電阻R305B、第七電阻R305C的另一端均連接。第十九電阻R307B的另一端分別與第二功放G2的-輸入端、第二^ 電阻R308D的一端連接,第二^ 電阻R308D的另一端分別與第二十二電阻R308E的一端、三冗余伺服閥5的線圈B的原邊一端連接，第二十二電阻R308E的另一端接地。第二功放G2的+輸入端與第十八電阻R308A的一端連接，第十八電阻R308A的另一端接地。第二功放G2的輸出端與二十電阻R308C的一端連接，第二十電阻R308C的另一端與三冗余伺服閥5的線圈B的原邊另一端連接。第二功放G2的一個電源輸入端與第二電源變換電路102的+15V電源輸出端連接，第二功放G2的另一個電源輸入端與第二電源變換電路102的-15V電源輸出端連接。第二功率放大電路308將輸入的電壓信號Uo反相等比放大，R308A為同相輸入電阻，R308B為反相輸入電阻，R308D為反饋電阻，R308C為功放輸出端限流電阻，R308E為閥電流取樣電阻。
[0041 ] 如圖1和圖4所示，第三運算放大電路306由第三運放Y3、第九電阻R306A、第十電阻R306B、第i^一電阻R306C、第十二電阻R306D組成。第三D/A輸出303的輸出端與第九電阻R306A的一端連接，第九電阻R306A的另一端與第三運放Y3的+輸入端連接，第三運放Y3的-輸入端分別與第十二電阻R306D的一端、第i^一電阻R306C的一端連接，第十二電阻R306D的另一端接地。第三運放Y3的輸出端與第十電阻R306B的一端連接，第十電阻R306B的另一端與第i^一電阻R306C的另一端連接。第三運放Y3的一個電源輸入端與第三電源變換電路103的+15V電源輸出端連接，第三運放Y3的另一個電源輸入端與第三電源變換電路103的-15V電源輸出端連接。第十二電阻R306D與第i^一電阻R306C的連接端、第八電阻R30?與第七電阻R305C的連接端、第四電阻R304D與第三電阻R304C的連接端之間均互相連接。第三運算放大電路306將輸入的電壓信號U3同相二倍放大，R306A為同相輸入電阻，R306D為反相輸入電阻，R306C為反饋電阻，R306B為運放輸出端限流電阻。
[0042]如圖1和圖4所示，第三功率放大電路309由第三功放G3、第二十三電阻R309A、第二十四電阻R309B、第二十五電阻R309C、第二十六電阻R309D、第二十七電阻R309E組成。第二十四電阻R309B的一端與第十電阻R306B、第i^一電阻R306C的另一端均連接。第二十四電阻R309B的另一端分別與第三功放G3的-輸入端、第二十六電阻R309D的一端連接，第二十六電阻R309D的另一端分別與第二十七電阻R309E的一端、三冗余伺服閥5的線圈B的原邊一端連接，第二十七電阻R309E的另一端接地。第三功放G3的+輸入端與第二十三電阻R309A的一端連接，第二十三電阻R309A的另一端接地。第三功放G3的輸出端與第二十五電阻R309C的一端連接，第二十五電阻R309C的另一端與三冗余伺服閥5的線圈C的原邊另一端連接。第三功放G3的一個電源輸入端與第三電源變換電路103的+15V電源輸出端連接，第三功放G3的另一個電源輸入端與第三電源變換電路103的-15V電源輸出端連接。第三功率放大電路309將輸入的電壓信號Uo反相等比放大，R309A為同相輸入電阻，R309B為反相輸入電阻，R309D為反饋電阻，R309C為功放輸出端限流電阻，R309E為閥電流取樣電阻。
[0043]第一 D/A輸出301、第二 D/A輸出302、第三D/A輸出303的產(chǎn)品型號為AD7247，第一運放Y1、第二運放Y2、第三運放Y3產(chǎn)品型號為7F124，第一功放G1、第二功放G2、第三功放G3的產(chǎn)品型號為FX0041。
[0044]上面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:該控制器包括三冗余電源變換電路(I)、三冗余指令通道電路(2)、三冗余輸出通道電路(3)和三冗余反饋通道電路(4)，三冗余電源變換電路(I)的電源輸出端分別與三冗余指令通道電路(2)、三冗余輸出通道電路(3)、三冗余反饋通道電路(4)的電源信號輸入端連接；三冗余指令通道電路(2)的控制信號輸出端與三冗余輸出通道電路(3)的控制信號輸入端連接，三冗余輸出通道電路(3)的控制信號輸出端與三冗余伺服閥(5)線圈的原邊連接；三冗余指令通道電路(2)的位移信號采集端與三冗余反饋通道電路(4)的信號輸出端連接，三冗余反饋通道電路(4)的信號輸入端與伺服作動器￠)的三冗余位移傳感器的信號輸出端連接；三冗余伺服閥(5)的控制信號輸出端與伺服作動器出)的控制信號輸入端連接；三冗余電源變換電路(I)將三冗余電壓變換為二次電源，分別為三冗余指令通道電路(2)、三冗余輸出通道電路(3)和三冗余反饋通道電路(4)供電；三冗余位移傳感器采集伺服作動器￠)的位移信號并傳輸給三冗余反饋通道電路(4)，三冗余反饋通道電路(4)將該位移信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換生成位移數(shù)字量信號，并將該位移數(shù)字量信號傳輸給三冗余指令通道電路(2);同時，三冗余指令通道電路(2)接收三冗余指令；三冗余指令通道電路(2)將三冗余指令和位移數(shù)字量信號進行閉環(huán)運算后輸出三冗余指令數(shù)字控制信號，并將該三冗余指令數(shù)字控制信號傳輸給三冗余輸出通道電路(3);三冗余輸出通道電路(3)將三冗余指令數(shù)字控制信號進行D/A轉(zhuǎn)換、運算放大、功率放大后，生成伺服閥電流信號，該伺服閥電流信號控制三冗余伺服閥(5)的動作，從而控制伺服作動器(6)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的三冗余電源變換電路(I)包括三路相互獨立的電源變換電路；三冗余指令通道電路(2)包括三路相互獨立的指令通道電路，每一路指令通道電路均由由總線指令接收模塊與DSP串聯(lián)組成；三冗余輸出通道電路(3)包括三路輸出通道電路，每一路輸出通道電路均由D/A輸出、運算放大電路、功率放大電路串聯(lián)組成，三路運算放大電路的輸出端并聯(lián)，三路功率放大電路的輸出端分別與三冗余伺服閥(5)的三個線圈原邊連接；三冗余反饋通道電路(4)三路余度，每個余度均由三個A/D芯片串聯(lián)組成，每個余度的相鄰三個A/D芯片的輸出端并聯(lián)后分別與伺服作動器(6)的三路三冗余位移傳感器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的三冗余電源變換電路(I)的三路電源變換電路分別將三冗余+28V電壓變換為+5V電源電壓和±15V電源電壓；三路電源變換電路的+5V電源輸出端分別與三冗余指令通道電路⑵的三路總線指令接收模塊連接，給三路總線指令接收模塊供+5V電源電壓；三路電源變換電路的+5V電源輸出端還與三冗余反饋通道(4)的每個A/D芯片連接，給每個A/D芯片供+5V電源電壓；三路電源變換電路的+15V電源輸出端、-15V電源輸出端均與三冗余輸出通道電路(3)的運算放大電路、功率放大電路連接，給運算放大電路、功率放大電路供+15V電源電壓和-15V電源電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的三冗余電源變換電路⑴的三路電源變換電路均由第一限流電阻(IA)、第二限流電阻(1B)、+28V電源濾波器(1C)、+15V電源變換電路(ID)、+5V電源變換電路(IE)組成；第一限流電阻(IA)與第二限流電阻(IB)并聯(lián)的輸入端與+28V電源的輸出端連接，第一限流電阻(IA)與第二限流電阻(IB)并聯(lián)的輸出端與+28V電源濾波器(IC)的輸入端連接，+28V電源濾波器(IC)的接地端接地；+28V電源濾波器(IC)的輸出端分別與±15V電源變換電路(ID)的輸入端、+5V電源變換電路(IE)的輸入端連接；±15V電源變換電路(ID)、+5V電源變換電路(IE)的接地端均接地；三路+28V電源電壓分別輸入到三路電源變換電路的第一限流電阻(IA)、第二限流電阻(IB)的輸入端，+28V電源電壓經(jīng)過雙冗余的第一限流電阻(IA)、第二限流電阻(IB)限流后經(jīng)+28V電源濾波器(IC)濾波，再經(jīng)過+5V電源變換電路(IE)和±15V電源變換電路(ID)后輸出+5V電源電壓和±15V電源電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的三冗余指令通道電路(2)的三路指令接收模塊均由第一耦合變壓器(2A)、第二耦合變壓器(2B)、1553B總線接口電路(2C)組成，三路DSP均為DSP控制電路(ID);第一耦合變壓器(2A)、第二耦合變壓器(2B)的輸出端均與1553B總線接口電路(2C)的輸入連接，1553B總線接口電路(2C)的輸出端與DSP控制電路(ID)的輸入端連接，每一路DSP控制電路(ID)的輸出端分別與三冗余輸出通道電路(3)的一路D/A輸出的輸入端連接；每一路DSP控制電路(ID)的反饋端均與三冗余反饋通道電路(4)的每一路余度的A/D芯片的輸出端連接；三路指令接收模塊的第一耦合變壓器(2A)、第二耦合變壓器(2B)分別接收雙冗余1553B總線指令，分別通過第一耦合變壓器2A、第二耦合變壓器2B實現(xiàn)1533B總線中電信號與1553B總線接口電路(2C)中的電信號電平轉(zhuǎn)換；1553B總線接口電路(2C)輸出DSP控制電路(ID)可接收的并口數(shù)據(jù)信號；DSP控制電路(ID)接收1553B總線接口電路(2C)輸出的16bit數(shù)字信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的三冗余反饋通道電路(4)的第一路余度由第一 A/D芯片(401)、第二 A/D芯片(402)、第三A/D芯片(403)并聯(lián)構(gòu)成，第二路余度由第四A/D芯片(404)、第五A/D芯片(405)、第六A/D芯片(406)并聯(lián)構(gòu)成，第三路余度由第七A/D芯片(407)、第八A/D芯片(408)、第九A/D芯片(409)并聯(lián)構(gòu)成；第一 A/D芯片(401)、第二 A/D芯片(402)、第三A/D芯片(403)的輸入端并聯(lián)后與三冗余指令通道電路的第一路DSP控制電路的反饋端連接，第四A/D芯片(404)、第五A/D芯片(405)、第六A/D芯片(406)的輸入端并聯(lián)后與三冗余指令通道電路的第二路DSP控制電路的反饋端連接，第七A/D芯片(407)、第八A/D芯片(408)、第九A/D芯片(409)的輸入端并聯(lián)后與三冗余指令通道電路的第三路DSP控制電路的反饋端連接；第一A/D芯片(401)、第四A/D芯片(404)、第七A/D芯片(407)的輸入端并聯(lián)后與三冗余伺服作動器(6)的一個三冗余傳感器的輸出端連接，第二 A/D芯片(402)、第五A/D芯片(405)、第八A/D芯片(408)的輸入端并聯(lián)后與三冗余伺服作動器(6)的一個三冗余傳感器的輸出端連接，第三A/D芯片(403)、第六A/D芯片(406)、第九A/D芯片(409)的輸入端并聯(lián)后與三冗余伺服作動器出)的一個三冗余傳感器的輸出端連接；三冗余反饋通道電路(4)將三冗余伺服作動器出)的三個三冗余位移傳感器輸出的三路位移信作為三冗余反饋通道電路(4)的A/D芯片的輸入信號，三路位移信均同時由三個余度中的A/D芯片采集，每個余度的采集的位移信號通過A/D芯片轉(zhuǎn)換為三路12bit數(shù)字信號，分別輸入到三冗余指令通道電路(2)的三路DSP控制電路；三路DSP控制電路接收三冗余反饋通道電路(4)輸出的三路12bit的數(shù)字位移信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)閉環(huán)處理后的輸出12bit的控制信號、并將該信號傳輸給三冗余輸出通道電路(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的三冗余輸出通道電路(3)包括第一 D/A輸出(301)、第二 D/A輸出(302)、第三D/A輸出(303)、第一運算放大電路(304)、第二運算放大電路(305)、第三運算放大電路(306)、第一功率放大電路(307)、第二功率放大電路(308)、第三功率放大電路(309);第一 D/A輸出(301)、第一運算放大電路(304)、第一功率放大電路(307)串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路A ;第一 D/A輸出(301)的輸入端與第一路DSP控制電路的輸出端連通，第一功率放大電路(307)的輸出端與三冗余伺服閥(5)中第一線圈的原邊連接；第二 D/A輸出(302)、第二運算放大電路(305)、第二功率放大電路(308)串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路B ;第二 D/A輸出(302)的輸入端與第二路DSP控制電路的輸出端連接，第二功率放大電路(308)的輸出端與三冗余伺服閥(5)中第二線圈的原邊連接；第三D/A輸出(303)、第二運算放大電路(305)、第三功率放大電路(309)串聯(lián)構(gòu)成輸出通道電路C ;第三D/A輸出(303)的輸入端與第三路DSP控制電路的輸出端連通，第三功率放大電路(309)的輸出端與三冗余伺服閥(5)中第三線圈的原邊連接；三冗余輸出通道電路(3)的第一 D/A輸出(301)、第二 D/A輸出(302)、第三D/A輸出(303)分別接收三冗余指令通道電路⑵的三路DSP控制電路輸出的三路12bit的控制信號，三路12bit的控制信號分別經(jīng)過第一 D/A輸出(301)、第二 D/A輸出(302)、第三D/A輸出(303)將三路數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為三路模擬信號，第一運算放大電路(304)、第二運算放大電路(305)、第三運算放大電路(306)分別將三路模擬信號進行放大，第一運算放大電路(304)、第二運算放大電路(305)、第三運算放大電路(306)并聯(lián)輸出電壓信號(Uo),第一功率放大電路(307)、第二功率放大電路(308)、第三功率放大電路(309)將電壓信號(Uo)進行功率放大后分別生成三路伺服閥控制電流信號，該伺服閥電流信號控制三冗余伺服閥(5)的動作，從而控制伺服作動器(6)工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的第一運算放大電路(304)由第一運放(Yl)、第一電阻(R304A)、第二電阻(R304B)、第三電阻(R304C)、第四電阻(R304D)組成；第一D/A輸出(301)的輸出端與第一電阻(R304A)的一端連接，第一電阻(R304A)的另一端與第一運放(Yl)的+輸入端連接，第一運放(Yl)的-輸入端分別與第四電阻(R304D)的一端、第三電阻(R304C)的一端連接，第四電阻(R304D)的另一端接地；第一運放(Yl)的輸出端與第二電阻(R304B)的一端連接，第二電阻(R304B)的另一端與第三電阻(R304C)的另一端連接；第一運放(Yl)的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路(101)的+15V、-15V電源輸出端連接；所述的第一功率放大電路(307)由第一功放(Gl)由、第十三電阻(R307A)由、第十四電阻(R307B)、第十五電阻(R307C)、第十六電阻(R307D)、第十七電阻(R307E)組成；第十四電阻(R307B)的一端與第二電阻(R304B)、第三電阻(R304C)另一端均連接；第十四電阻(R307B)的另一端分別與第二運放(Y2)的-輸入端、第十六電阻(R307D)的一端連接，第十六電阻(R307D)的另一端分別與第十七電阻(R307E)的一端、三冗余伺服閥(5)的線圈A的原邊一端連接，第十七電阻(R307E)的另一端接地；第一功放(Gl)的+輸入端與第十三電阻(R307A)的一端連接，第十三電阻(R307A)的另一端接地；第二運放(Y2)的輸出端與第十五電阻(R307C)的一端連接，第十五電阻(R307C)的另一端與三冗余伺服閥(5)的線圈A的原邊另一端連接；第一功放(Gl)的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路(101)的+15V、-15V電源輸出端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的第二運算放大電路(305)由第二運放(Y2)、第五電阻(R305A)、第六電阻(R305B)、第七電阻(R305C)、第八電阻(R305D)組成；第二D/A輸出(302)的輸出端與第五電阻(R305A)的一端連接，第五電阻(R305A)的另一端與第二運放(Y2)的+輸入端連接，第二運放(Y2)的-輸入端分別與第八電阻(R305D)的一端、第七電阻(R305C)的一端連接，第八電阻(R305D)的另一端接地；第二運放(Y2)的輸出端與第六電阻(R305B)的一端連接，第六電阻(R305B)的另一端與第七電阻(R305C)的另一端連接；第二運放(Y2)的一個電源輸入端與第二電源變換電路(102)的+15V電源輸出端連接，第二運放(Y2)的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路(101)的+15V、-15V電源輸出端連接；所述的第二功率放大電路(308)由第二功放(G2)、第十八電阻(R308A)、第十九電阻(R308B)、第二十電阻(R308C)、第二i^一電阻(R308D)、第二十二電阻(R308E)組成；第十九電阻(R308B)的一端與第六電阻(R305B)、第七電阻(R305C)的另一端均連接；第十九電阻(R307B)的另一端分別與第二功放(G2)的-輸入端、第二i 電阻(R308D)的一端連接,第二^ 電阻(R308D)的另一端分別與第二十二電阻(R308E)的一端、三冗余伺服閥(5)的線圈B的原邊一端連接，第二十二電阻(R308E)的另一端接地；第二功放(G2)的+輸入端與第十八電阻(R308A)的一端連接，第十八電阻(R308A)的另一端接地；第二功放(G2)的輸出端與二十電阻(R308C)的一端連接，第二十電阻(R308C)的另一端與三冗余伺服閥(5)的線圈B的原邊另一端連接；第二功放(G2)的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路(101)的+15V、-15V電源輸出端連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種三冗余余數(shù)字伺服控制器，其特征在于:所述的第三運算放大電路(306)由第三運放(Y3)、第九電阻(R306A)、第十電阻(R306B)、第i^一電阻(R306C)、第十二電阻(R306D)組成；第三D/A輸出(303)的輸出端與第九電阻(R306A)的一端連接，第九電阻(R306A)的另一端與第三運放(Y3)的+輸入端連接，第三運放(Y3)的-輸入端分別與第十二電阻(R306D)的一端、第^ 電阻(R306C)的一端連接,第十二電阻(R306D)的另一端接地；第三運放(Y3)的輸出端與第十電阻(R306B)的一端連接，第十電阻(R306B)的另一端與第十一電阻(R306C)的另一端連接；第三運放(Y3)的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路(101)的+15V、-15V電源輸出端連接；第十二電阻(R306D)與第i^一電阻(R306C)的連接端、第八電阻(R305D)與第七電阻(R305C)的連接端、第四電阻(R304D)與第三電阻(R304C)的連接端之間均互相連接；所述的第三功率放大電路(309)由第三功放(G3)、第二十三電阻(R309A)、第二十四電阻(R309B)、第二十五電阻(R309C)、第二十六電阻(R309D)、第二十七電阻(R309E)組成；第二十四電阻(R309B)的一端與第十電阻(R306B)、第十一電阻(R306C)的另一端均連接；第二十四電阻(R309B)的另一端分別與第三功放(G3)的-輸入端、第二十六電阻(R309D)的一端連接,第二十六電阻(R309D)的另一端分別與第二十七電阻(R309E)的一端、三冗余伺服閥(5)的線圈C的原邊一端連接，第二十七電阻(R309E)的另一端接地；第三功放(G3)的+輸入端與第二十三電阻(R309A)的一端連接，第二十三電阻(R309A)的另一端接地；第三功放(G3)的輸出端與第二十五電阻(R309C)的一端連接，第二十五電阻(R309C)的另一端與三冗余伺服閥(5)的線圈C的原邊另一端連接；第三功放(G3)的兩個電源輸入端分別與第一電源變換電路(101)的+15V、-15V電源輸出端連接。
【文檔編號】G05B19/048GK104238406SQ201410424862
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】劉俊琴, 張建國, 王首浩, 姜淑敏 申請人:北京精密機電控制設備研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院