一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電動舵機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對電動舵機(jī)自適應(yīng)輸出系統(tǒng)越來越關(guān)注。
[0003] 現(xiàn)有的控制電動舵機(jī)輸出PffM(脈寬調(diào)制）信號的方式主要包括雙極性PffM控制 方式和單極性PWM控制方式，當(dāng)電動舵機(jī)對快速性要求高時，一般采用雙極性PWM控制方 式，當(dāng)電動舵機(jī)對功耗要求低時，一般采用單極性PWM控制方式，但不能在同一個系統(tǒng)中滿 足電動舵機(jī)對快速性或低功耗的不同需求。
[0004] 因此，如何在同一個系統(tǒng)中滿足電動舵機(jī)對快速性或低功耗的不同需求是本領(lǐng)域 技術(shù)人員亟需要解決的技術(shù)問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)，解決 了現(xiàn)有技術(shù)中不能在同一個系統(tǒng)中滿足電動舵機(jī)對快速性或低功耗的不同需求的問題。
[0006] 其具體方案如下：
[0007] -種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)，包括：對電動舵機(jī)中電位器的電壓信號 進(jìn)行采集的信號采集模塊；與所述信號采集模塊相連接，將采集的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電 壓信號的AD轉(zhuǎn)換模塊；與所述AD轉(zhuǎn)換模塊相連接，將所述數(shù)字電壓信號與獲取的電動舵機(jī) 控制信號進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果得到所述電動舵機(jī)的控制量的PID算法模塊；該系統(tǒng) 還包括：
[0008] 與所述PID算法模塊相連接的，對所述控制量進(jìn)行判斷的判斷模塊；
[0009] 當(dāng)所述控制量不在預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為雙極性PffM控制信 號的雙極性PWM輸出模塊，所述雙極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接；
[0010] 當(dāng)所述控制量在所述預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為單極性PWM控制 信號的單極性PWM輸出模塊，所述單極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。
[0011] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0012] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設(shè)置雙極性PWM信號參數(shù)值的 第一 PffM參數(shù)設(shè)置模塊。
[0013] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0014] 與所述第一 PffM參數(shù)設(shè)置模塊相連接的，將所述控制量轉(zhuǎn)換成與所述參數(shù)值對應(yīng) 的雙極性PWM控制信號的第一轉(zhuǎn)換模塊。
[0015] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0016] 與所述第一轉(zhuǎn)換模塊相連接的，根據(jù)所述雙極性PffM控制信號控制所述電動舵機(jī) 運轉(zhuǎn)的第一控制模塊。
[0017] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0018] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設(shè)置單極性PffM控制信號參數(shù) 值的第二PWM參數(shù)設(shè)置模塊。
[0019] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0020] 與所述第二PffM參數(shù)設(shè)置模塊相連接的，將所述控制量轉(zhuǎn)換成與所述參數(shù)值對應(yīng) 的單極性PWM控制信號的第二轉(zhuǎn)換模塊。
[0021] 上述的系統(tǒng)，可選的，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0022] 與所述第二轉(zhuǎn)換模塊相連接的，根據(jù)所述單極性PffM控制信號控制所述電動舵機(jī) 運轉(zhuǎn)的第二控制模塊。
[0023] 本申請?zhí)峁┑囊环N電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)中，包括依次相連接的采集 模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和PID算法模塊，用于對電動舵機(jī)中點位器的電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以 及PID算法處理，得到電動舵機(jī)的控制量，還包括與所述PID算法模塊相連接的，對所述控 制量進(jìn)行判斷的判斷模塊；以及當(dāng)所述控制量不在預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn) 換為雙極性PWM控制信號的雙極性PWM輸出模塊，所述雙極性PWM輸出模塊與所述判斷模 塊相連接；當(dāng)所述控制量在所述預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為單極性PWM控 制信號的單極性PWM輸出模塊，所述單極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。本申請中 當(dāng)判斷的控制量的范圍不在預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時，說明處于電動舵系統(tǒng)的位置調(diào)整初期， 需要提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，此時連通雙極性PWM輸出模塊，將控制量轉(zhuǎn)換為雙極性PWM控 制信號以便提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，當(dāng)判斷的控制量的范圍在所述預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時， 說明電動舵系統(tǒng)的位置調(diào)整至接近目標(biāo)位置，需要降低系統(tǒng)的驅(qū)動功耗，此時連通單極性 PWM輸出模塊，將控制量轉(zhuǎn)換為單極性PWM控制信號以便降低系統(tǒng)的驅(qū)動功耗，可以實時的 選擇適合的輸出模塊，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，能夠在同一個系統(tǒng)中滿足電動舵機(jī)對快 速性或低功耗的不同需求。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。
[0025] 圖1是本申請的一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本申請的一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)硬件驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖3是本申請的一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)中雙極性PffM信號時序控 制圖；
[0028] 圖4是本申請的一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)中單極性PffM信號時序控 制圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0030] 參考圖1，示出了本申請一種電動舵機(jī)單雙極性自適應(yīng)輸出系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示 意圖，可以包括：
[0031] 對電動舵機(jī)中電位器的電壓信號進(jìn)行采集的信號采集模塊；與所述信號采集模塊 相連接，將采集的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號的AD轉(zhuǎn)換模塊；與所述AD轉(zhuǎn)換模塊相連 接，將所述數(shù)字電壓信號與獲取的電動舵機(jī)控制信號進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果得到所述 電動舵機(jī)的控制量的PID算法模塊，以上這些過程主要是為了得到電動舵機(jī)的控制量，為 后續(xù)對控制量的處理做準(zhǔn)備。
[0032] 該系統(tǒng)還包括：
[0033] 與所述PID算法模塊相連接的，對所述控制量進(jìn)行判斷的判斷模塊，判斷控制量 是否再預(yù)設(shè)控制量的范圍內(nèi)，以便根據(jù)控制量的范圍確定采用雙極性PWM輸出模塊還是采 用單極性PffM輸出模塊。
[0034] 當(dāng)所述控制量不在預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為雙極性PffM控制信 號的雙極性PWM輸出模塊，所述雙極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。
[0035] 當(dāng)所述控制量在所述預(yù)設(shè)控制量范圍內(nèi)時，將所述控制量轉(zhuǎn)換為單極性PffM控制 信號的單極性PWM輸出模塊，所述單極性PWM輸出模塊與所述判斷模塊相連接。
[0036] 本申請中，可以根據(jù)控制量的范圍控制開關(guān)的導(dǎo)通，來控制是導(dǎo)通雙極性PffM輸 出模塊還是導(dǎo)通單極性PWM輸出模塊。
[0037] 在系統(tǒng)快速性或低功耗不同需求條件下，通過硬件電路的優(yōu)化設(shè)計以及FPGA芯 片內(nèi)部各個控制程序模塊設(shè)計，在系統(tǒng)位置調(diào)整初期，導(dǎo)通雙極性PWM輸出模塊，采用雙極 性PWM(脈寬調(diào)制）輸出模式，提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，當(dāng)系統(tǒng)位置調(diào)整至接近目標(biāo)位置時， 導(dǎo)通單極性PWM輸出模塊，采用單極性PWM(脈寬調(diào)制）輸出模式，降低系統(tǒng)的驅(qū)動功耗。 實現(xiàn)基于FPGA芯片的單雙極性自適應(yīng)可調(diào)節(jié)系統(tǒng)，完成雙極性PffM(脈寬調(diào)制）或單極性 PWM(脈寬調(diào)制）信號交替輸出。
[0038] 本申請中，所述雙極性PffM輸出模塊包括：
[0039] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設(shè)置雙極性PffM信號參數(shù)值的 第一 PffM參數(shù)設(shè)置模塊。
[0040] 與所述第一 PffM參數(shù)設(shè)置模塊相連接的，將所述控制量轉(zhuǎn)換成與所述參數(shù)值對應(yīng) 的雙極性PWM控制信號的第一轉(zhuǎn)換模塊。
[0041] 與所述第一轉(zhuǎn)換模塊相連接的，根據(jù)所述雙極性PffM控制信號控制所述電動舵機(jī) 運轉(zhuǎn)的第一控制模塊。
[0042] 在對控制量進(jìn)行轉(zhuǎn)換之前，首先需要設(shè)置初始化參數(shù)，所述初始化參數(shù)包括充電 時間（ec)、死區(qū)（dt)以及工作周期（T)等。
[0043] 然后第一轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)第一 PffM參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置的初始化參數(shù)，將所述控制量 轉(zhuǎn)換成與所述初始化參數(shù)相對應(yīng)的雙極性PWM控制信號，最后，第一控制模塊根據(jù)所述雙 極性PffM控制信號控制電動舵機(jī)的運轉(zhuǎn)。
[0044] 本申請中，所述單極性PffM輸出模塊包括：
[0045] 與所述判斷模塊相連接的，根據(jù)控制量的判斷結(jié)果設(shè)置單極性Pf