基于小型飞机起落架的电动收放控制系统的制作方法_2

文档序号:9008145阅读:来源:国知局
控制板、左 起主控制板及右起主控制板;前起主控制板、左起主控制板及右起主控制板接收到收放命 令后分别对相应的起落架传动机构进行收放控制及向通信底板反馈自身状态;
[0039] 前起主控制板、左起主控制板及右起主控制板均包括主控制板和电机驱动模块, 在主控制板内设置有速度反馈模块和到位信号反馈模块;
[0040] 起落架传动机构包括前起落架传动机构、左起落架传动机构及右起落架传动机 构,前起主控制板、左起主控制板及右起左控制板中的控制模块分别通过相应的电机驱动 模块与前起落架传动机构、左起落架传动机构及右起落架传动机构相连;
[0041] 前起落架传动机构、左起落架传动机构及右起落架传动机构通过相应的速度反馈 模块及到位信号反馈模块与前起主控制板、左起主控制板及右起左控制板相连。
[0042] 前起落架传动机构、左起落架传动机构及右起落架传动机构均包括活塞筒、电机、 与安装在活塞筒内并与电机输出轴相连接的线性传动装置、与线性传动装置相连的到位锁 定装置以及与线性传动装置连接的活塞组件,在电机内嵌有霍尔传感器;在活塞筒外安装 有到位开关,该到位开关与到位信号反馈模块连接,电机驱动模块与电机相连,电机还与速 度反馈模块连接。
[0043] 主控制板接收到收放命令后,控制电机驱动模块驱动电机转动(收:正转;放:反 转),电机转动带动线性传动装置运动,线性传动装置推动到位锁装置开锁,并继续带动活 塞组件运动,当活塞组件的活塞杆运动至另一端极限位置时,到位锁装置动作,实现锁定。 与此同时,到位开关给出到位信号,主控制板接收到到位信号后,立即停止电机。
[0044] 本实用新型的电机选用重量轻、体积小的永磁无刷直流电机,电机配有行星齿轮 箱减速装置,能输出较大扭矩;线性传动装置采用滚珠丝杠,它能将回转运动转化为直线运 动;到位锁定装置采用机械钢球锁结构,安装在起落架机电作动器收放极限位置;开关类 型选择为行程开关,将行程开关安装在预先安排的位置,当机械运动部件撞击到行程开关 时,开关的触点动作,实现电路的切换。
[0045] 参见图3,本实用新型的通信底板结构示意图;通信底板主要集成了电源电路、串 口通信电路及霍尔滤波电路,其中,DSP是整个系统的控制核心,它一方面通过I/O 口采集 主控制板反馈的信息,另一方面通过串口通信电路完成与主控机的通信;电源电路主要把 主控机上提供的28V电源转换为整个系统需要的工作电压,提供给主控制板;串口通信电 路实现与主控机RS422通信;霍尔滤波电路完成电机霍尔信号的校正;通信底板与主控制 板之间由电连接器连接;
[0046] 参见图4,本实用新型的通信底板的电源电路结构示意图;通信底板电源电路首 先通过滤波器对主控机提供的28V直流电进行滤波,然后通过DC/DC模块以及电源转换芯 片,把该电压转换为控制电源和驱动电源两套电源系统。电源模块中各个电源类型说明如 表1所示:
[0047] 表1通信底板电源类型及其应用
[0048] 类型|名称|电源地| 应用 主机电源 Vin+ Vin-__应急放电压,继电器线圈电压,提供给控制板 滤波趣1~ +28V VGND ^ 产生+5V、±12VS电压 : GND 产生+3. 3V、+1. 9V电压,芯片工作电压,提供给控制板 控制电源 +3. 3V ~~GNiT~ 提供DSP数字电压,芯片工作电压 +1.9V " GND 提供DSP数字电压 _ +3. 3VA ^GND 提供DSP模拟电压 +12VS ~SGND~ 提供给控制板 驱动电源丨-12VS | SGND | 提供给控制板
[0049] 通信底板的电源电路包括电源滤波电路、控制电源电路和驱动电源电路三部分构 成:
[0050] 其中,电源滤波电路通过一号熔断电路1与主控机的电源端连接,电源滤波电路 的输出端分别通过二号熔断电路2和三号熔断电路3与驱动电源电路和控制电源电路相 连;
[0051] 驱动电源电路包括DC/DC模块,双路输出12V电压,控制电源电路包括DC/DC模 块,输出电压5V,输出的5V电压通过电压转换芯片输出+3. 3V、-3. 3V和+1. 9V电压。
[0052] (1)、电源滤波电路
[0053] 滤波模块选择伟京电子公司机载军用高可靠电源滤波器WKF2803M,输入电压 16~40V,额定电压28V,输出电压跌落小、效率高,且插入损耗500KHz时可达30dB,与伟 京电子全密封系列DC/DC变换器配套使用,可很大程度上减少变换器在电源线上的高频噪 声。同时,在输入端加入肖特基二极管用于防止电源正负极反接;加入熔断和压敏电阻分别 用于系统过流和过压保护。
[0054] (2)、控制电源电路
[0055] 控制电源DC/DC模块选择伟京电子全密封系列DC/DC变换器WKI2805S-25,额定输 入电压16~40V,输出电压5V,输出功率25W。此模块具有同步、禁止、输入输出隔离、过流 /短路保护功能,并且内置有输入滤波电路,可以减少电磁干扰,是航空、航天、军用电子等 高可靠应用场合的理想选择。电源转换芯片选择LM1117I-800mA低压差线性调压器,带隙 参考输出电压精度在± 1 %以内,且具有限流和热保护能力。其中,LM1117I-3. 3为3. 3V固 定电压输出,LM1117I-ADJ为可调电压输出,选取一定比例电阻,用于1.9V固定电压输出。
[0056] (3)驱动电源电路
[0057] 驱动电源DC/DC模块选择伟京电子高可靠DC/DC变换器WK302812D-15,额定输入 电压16~40V,双路输出±12V电压,输出功率15W。此模块具有以上控制电源电路中DC/ DC模块相同的特点,适用高可靠应用场合。
[0058] 参见图5,本实用新型的串口通信电路硬件结构框图,串口通信电路主要用于DSP 与主控机的RS422串口通信,采用串口接收芯片将收放命令经过电平转换芯片处理后,传 给通信底板DSP,它将命令转换后再通过GPIO 口向控制板发送。选择美国国家半导体公司 的军品级四通道差分发送/接收器DS26C32AMJ/883和DS26C31MJ/883作为RS422通信的 发送和接收芯片,电平转换芯片则选择SN74LVCH16T245,用于实现+5V和+3. 3V电平转换。
[0059] 参见图6,本实用新型的霍尔滤波电路是检测转子位置的霍尔传感器是实现无接 触换相的一个极其重要的部件,是无刷直流电机的一个关键部件。霍尔传感器为逻辑开关 电路提供正确的换相信息,即将转子磁极的位置信号转换成电信号,然后去控制定子绕组 换相。为保证电机在运转时能正确换相,控制板必须得到准确的电机霍尔信号。霍尔滤波 电路的作用就是过滤干扰信号,得到良好的换相信息。同时,为使控制板更小型化,将霍尔 滤波电路集成在通信底板上。霍尔滤波模块包括三套滤波电路,每套滤波电路对应一个起 落架传动机构中的电机,该霍尔滤波电路采用施密特触发反相器74HC14和滤波电容,该施 密特触发反相器74HC14的1脚接电阻R331的一端,电阻R331的另一端接电机的A相及电 容C331的一端,电容C331的另一端接地;5脚接电阻R332的一端,R332的另一端接电机的 B相及电容C332的一端,电容C332的另一端接地,11脚接电阻R333的一端,电阻R333的 另一端接电机的C相及电容C333的一端,电容C333的另一端接地;74HC14的4脚、8脚和 12脚分别接通信底板。74HC14主要实现将上下沿较缓或畸变较大的数字信号变为方波形 以利于接收电路识别。6路施密特触发反相器恰好可以将已经经过滤波电容的一个电机的 三路霍尔信号进行两次反向,保证其极性不变。霍尔信号经过滤波电路处理后,可得到良好 的正确的方波信号。
[0060] 参见图7,本实用新型的主控制板,主控制板主要用于完成起落架的收放任务,包 括电源电路、电流采样电路及过流保护电路。电源电路主要用于将通信底板DC/DC
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