基于DSP的調(diào)節(jié)閥控制驅(qū)動(dòng)器的研制.pdf

1、變推力是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向。變推力發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)載器的最優(yōu)軌道調(diào)節(jié)、航天器的軌控和姿控、飛行器的軟著陸等方面有重要意義。本課題主要根據(jù)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求，研制變推力發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)控制單元——調(diào)節(jié)閥控制驅(qū)動(dòng)器。本文主要對(duì)控制方法、硬件及軟件系統(tǒng)及系統(tǒng)可靠性等幾個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。
　　首先，通過(guò)對(duì)各種控制方案的比較確立了基于DSP的調(diào)節(jié)閥控制驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)以TMS320LF2407A DSP為核心控制器件，完成

2、了外圍電路、接口電路以及電源管理和電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)各種驅(qū)動(dòng)方法的研究，確定了采用斬波恒流驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的多任務(wù)實(shí)時(shí)處理能力，完成了對(duì)兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥的細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制。并實(shí)現(xiàn)了控制驅(qū)動(dòng)器與上位機(jī)的通訊。通訊程序完成了電機(jī)控制系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)通訊，使上位計(jì)算機(jī)可以監(jiān)測(cè)和控制調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)，并通過(guò)上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理和實(shí)時(shí)顯示 Hall傳感器調(diào)節(jié)閥步數(shù)數(shù)據(jù)。
　　其次

3、，考慮到實(shí)際需要和系統(tǒng)工作的可靠性，按照航天產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)該系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了預(yù)計(jì)，本系統(tǒng)還采取了各種措施來(lái)增強(qiáng)抗干擾能力，例如光電隔離、屏蔽、一點(diǎn)接地等措施。
　　最后，在大量的調(diào)試、試驗(yàn)、分析工作的基礎(chǔ)之上，研制出調(diào)節(jié)閥控制驅(qū)動(dòng)器，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)調(diào)節(jié)閥的控制，具體包括位置、步數(shù)、電流的控制。該樣機(jī)進(jìn)行了匹配試驗(yàn)及系統(tǒng)級(jí)的冷調(diào)試驗(yàn)，參加了國(guó)內(nèi)首次某發(fā)動(dòng)機(jī)變推力試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)系統(tǒng)的變推力調(diào)節(jié)，在液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變推力調(diào)節(jié)領(lǐng)