一种平流层飞艇电机控制数据传输方法与流程

本发明提供了一种数据传输方法，涉及平流层飞艇通过电源线给电机控制器传输控制数据，属于数据传输技术领域。

背景技术：

在平流层飞艇中，飞控计算机通过总线与电机进行通讯。为防止电机因总线故障接收不到控制指令，导致飞艇失控，需提高飞控计算机与控制电机通讯的可靠性。通常采用的一种方式是为控制电机增加一条冗余通信链路。然而，由于平流层飞艇的体积较大，该冗余通信链路的长度将达几百米，重几十公斤，这不仅加大了电缆布线的复杂程度，还降低了飞艇的有效载荷，因此，亟需发明一种重量轻、布线简单的数据传输方法。

技术实现要素：

本发明提出了一种数据传输方法，该方法针对平流层飞艇电机的冗余通信链路带来的布线繁琐、重量大等问题，采用通过电源线给电机控制器传输控制数据的方法，在基本不增加系统重量的情况下，为飞控计算机和电机之间的通信提供了一条冗余的通信链路，提升了系统通信的可靠性。

技术方案思路：控制单元100通过电源电缆200和通信电缆250与电机单元300连接。其中，控制单元100中的电池120提供电机单元300所需的电源，控制计算机110根据飞艇控制需求发出相关的电机控制数据，当数据收发器140、通信电缆250和数据收发器350均工作正常时，控制单元140通过该链路与电机单元300通信；当上述通信链路出现故障时，控制单元100将通过电源电缆 200将控制数据发送至电机单元300。数据发送过程如下：控制单元100中的线序切换模块130根据控制计算机110发出的控制数据状态改变电源电缆200中线缆201和线缆202与电池120正负极的连接状态；电机单元300中的线序状态检测电路310检测电源电缆200中线缆201和线缆202的正负极状态，并将该状态以控制数据的形式发送至电机控制处理器340；电机单元300中的整流模块320则将线缆201和线缆202中依据控制数据变化的极性变化的电源转换为供电机功率模块330使用的极性固定的电源。根据上述方案，通过将控制数据状态转化为电源电缆200中线缆的不同极性，并在电机单元中检测这种极性状态实现控制数据的传递；通过线序切换模块和整流模块实现功率流的传递。

技术方案流程：本发明主要提供通过电源电缆中线缆的线序变化实现控制数据传输的方法，所述的传输数据方法，其基本功能模块包括控制计算机110、线序切换模块130、线序状态检测电路310、整流模块320、电机功率模块330、电机控制处理器340。控制计算机110用于产生需要传输的控制数据；线序切换模块130用于根据控制计算机110发出的控制数据状态改变电源电缆200中线缆201和线缆202与电池120正负极的连接状态；线序检测电路310检测电源电缆200中线缆201和线缆202的正负极状态，并将该状态以控制数据的形式发送至电机控制处理器330；整流模块320用于将线缆201和线缆202中依据控制数据变化的极性变化的电源转换为供电机功率模块330使用的极性固定的电源；电机功率模块330根据整流模块320提供的电源、电机控制处理器340提供的控制数据产生相应的动作；电机控制处理器340根据收到的控制数据控制电机功率模块330。

本发明实现数据传输的具体步骤如下：

1、控制计算机110判断控制计算机110、数据收发器140、数据收发器350、 电机控制处理器组成的通信链路是否正常；如通信链路出现故障，控制计算机110将控制数据发送至线序切换模块130；

2、线序切换模块130根据控制计算机110发出的控制数据改变电源电缆200中线缆201和线缆202的正负极状态；

3、线序状态检测电路310检测电源电缆200中线缆201和线缆202的正负极状态，将对应的控制数据发送至电机控制处理器340；

4、电机控制处理器340将线序状态检测电路310的控制数据处理后传递给电机功率模块；

5、整流模块320将线缆201和线缆202中依据控制数据变化的极性变化的电源转换为供电机功率模块330使用的极性固定的电源；

本发明所述方法的流程图见图1所示。

(三)优势及效果

本发明提出了一种数据传输方法，该方法针对平流层飞艇电机的冗余通信链路带来的布线繁琐、重量大等问题，采用通过电源线给电机控制器传输控制数据的方法，在基本不增加系统重量的情况下，为飞控计算机和电机之间的通信提供了一条冗余的通信链路，提升了系统通信的可靠性。

附图说明

图1为本发明所述数据传输方法的直线型系统结构图；

图2为线序切换模块130通过电源电缆200传输数据和线序状态监测电路310从电源电缆200中获取控制数据的实现过程；

具体实施方式

下面将结合附图和具体实例来说明本发明，这里的示意性实例仅用于更清楚的解释本发明，而不作为对本发明的应用限定。

列举1：图2解释了线序切换模块130通过电源电缆200传输数据和线序状态监测电路310从电源电缆200中获取控制数据的实现过程。相应的步骤如下：

发送数据位“0”：

1、控制计算机110给数据接口132发送数据位“0”；

2、隔离与驱动134将开关135和开关136控制在所示位置，则线缆201和线缆202之间压差为正；

3、整流桥321通过整流输出所示为正的电机电源；

4、线序状态监测电路310测得线缆201和线缆202之间压差为正，则输出数据位“0”；

发送数据位“1”：

1、控制计算机110给数据接口132发送数据位“1”；

2、隔离与驱动134将开关135和开关136控制在所示位置，则线缆201和线缆202之间压差为负；

3、整流桥321通过整流输出所示为正的电机电源；

4、线序状态监测电路310测得线缆201和线缆202之间压差为负，则输出数据位“1”。