1.一种数字式摆镜控制系统,包括摆镜结构、dc/dc、2个x轴电机、2个x轴位移传感器、与2个x轴电机及2个x轴位移传感器连接的x轴控制单元,以及2个y轴电机、2个y轴位移传感器、与2个y轴电机及2个y轴位移传感器连接的y轴控制单元;其特征在于:
所述2个x轴电机与原点o距离均为r,其连线与摆镜结构x轴重合;所述2个x轴位移传感器与原点o距离均为r,其连线与摆镜结构x轴夹角为45度;
所述2个y轴电机与原点o距离均为r,其连线与摆镜结构y轴重合;所述2个y轴位移传感器与原点o距离均为r,其连线与2个x轴位移传感器连线垂直;
所述x轴控制单元包括fpga、dsp、h桥、pwm驱动电路、电流采集电路、ad转换电路及通信电路;
所述fpga分别与ad转换电路及通信电路连接,用于实现x轴的电流采集、位置采集,并将采集信号送入dsp,以及实现多路数据通信;
所述dsp分别与fpga及pwm驱动电路连接,用于实现x轴的电流闭环运算和位置闭环运算,并生成pwm脉冲送入pwm驱动电路;dsp包括位置环控制器、电流环控制器以及pwm发生器;
所述位置环控制器,用于实现x轴位置偏差的跟踪控制;所述x轴位置偏差是通过x轴运动解耦后的位置信号,与x轴位移传感器输出经传感器解耦后的位移量进行减法运算获得;
所述电流环控制器,用于实现x轴电流偏差的闭环控制,所述x轴电流偏差是通过位置环控制器输出的电流信号,与x轴电流信号进行减法运算获得;
所述pwm发生器用于将电流环控制器输出信号转换为pwm脉冲信号;
所述pwm驱动电路的输出端与h桥连接,用于将pwm脉冲信号转换为驱动h桥工作的pwm驱动信号;
所述h桥用于驱动2个x轴电机运行,所述2个x轴电机的电流相等,方向相反;
所述电流采集电路的输入端与h桥连接,用于采集h桥的工作电流;
所述ad转换电路的输入端分别与电流采集电路和2个x轴位移传感器连接,用于接收采集的工作电流和位移量,并进行数字转换,将转换后的数字信号送入fpga;
所述y轴控制单元与x轴控制单元结构完全相同。
2.如权利要求1所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述dsp还包括数字陷波器,所述数字陷波器设置在位置环控制器输出端。
3.如权利要求1或2所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:
所述dc/dc用于将外部28v电源转换为5v和±15v,其中,5v给dsp、fpga、ad及x轴位移传感器和y轴位移传感器供电,±15v给电流采集电路供电;
外部28v还作为x轴电机和y轴电机的母线电压;
所述5v通过ldo产生dsp和fpga运行所需的3.3v、2.5v、1.8v及1.2v电压。
4.如权利要求3所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述x轴控制单元和y轴控制单元还包括过流保护电路,所述±15v给过流保护电路供电;
所述过流保护电路的输入端与电流采集电路连接,电流采集电路还用于采集h桥的母线电压,过流保护电路用于对母线电压进行过流判断;
所述过流保护电路的输出端与pwm驱动电路相连,用于过流时封锁pwm驱动电路,从而使h桥不工作。
5.如权利要求4所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述h桥采用占空比50%对应电流为零的控制方式;
定义控制两个上桥臂的控制信号分别为h1和h2,则有:
当h1占空比与h2占空比均为50%时,电流为0;
当h1占空比>50%,h2占空比<50%,电流为正;
当h1占空比<50%,h2占空比>50%,电流为负。
6.如权利要求5所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述x轴电机和y轴电机的位移量通过下式获得:
其中:
za为x轴电机在z方向的位移;
zb为y轴电机在z方向的位移;
zc为与x轴夹角45度方向的位移传感器在z方向移动的距离;
zd为与y轴夹角45度方向的位移传感器在z方向移动的距离。
7.如权利要求6所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述数字陷波器为陷波频率41hz的二阶数字滤波器。
8.如权利要求7所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述位置环控制器采用pi控制方式,所述电流环控制器采用不完全积分比例控制方式。
9.如权利要求8所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述通信电路采用rs422通信。
10.如权利要求9所述的一种数字式摆镜控制系统,其特征在于:所述x轴电机和y轴电机均为音圈电机;所述x轴位移传感器和y轴位移传感器均为电涡流位移传感器。