转变压器9,所述旋转变压器9的定子与下壳体2固定连接,旋转变压器9的转子与减速器7固定连接,上述旋转变压器9的反馈信号输出端通过旋转数字转换器、电平转换芯片与控制器4的角度反馈信号输入端连接。
[0029]力矩电机5输出的转矩通过齿轮组8传递给减速器7,减速器7输出的转矩通过旋转轴6驱动阀门调节器碟片I转动,来控制通气孔有效作用面积的大小。
[0030]上述技术方案中,所述控制器4包括数字信号处理器4.1、CAN驱动器4.2、晶振4.3和电机驱动器4.4,其中,所述数字信号处理器4.1的CAN控制信号通信端通过CAN驱动器4.2连接固冲发动机控制系统10,数字信号处理器4.1的时钟信号输入端连接晶振4.3,数字信号处理器4.1的多通道缓冲串口连接电机驱动器4.4的转速控制信号输入端,数字信号处理器4.1的I/O接口连接电机驱动器4.4的使能信号输入端,所述数字信号处理器4.1的角度反馈信号输入端连接旋转变压器9的反馈信号输出端。
[0031]上述技术方案中,电机驱动器4.4通过采样电阻实现过流保护,通过二极管实现过压保护。
[0032]上述技术方案中,所述旋转轴6、减速器7和旋转变压器9为同轴设置。
[0033]上述技术方案中,所述数字信号处理器4.1包括主程序模块4.11、中断控制模块4.12、路径规划模块4.13、位置PID模块4.14和速度PID模块4.15 ;所述数字信号处理器4.1为现有处理器,其型号优选为TMS320F28335。
[0034]其中,所述主程序模块4.11用于根据固冲发动机控制系统10给出的阀门调节器碟片I的目标角度值与旋转变压器9的角度反馈值的比较结果,向电机驱动器4.4发出指令,控制阀门调节器碟片I旋转至目标角度位置,从而控制燃气流量;主程序模块4.11将旋转变压器9反馈的角度信息与阀门调节器碟片I的目标角度值进行比较,如有偏差则补发指令对阀门调节器碟片I旋转角度进行修正,形成闭环控制;主程序模块4.11实时监测旋转变压器9的输出值,若出现正弦或余旋丢相、正弦或余旋输出值超过设置的阀值时,数字信号处理器4.1保持上一次输出的角度值不变,直到旋转变压器9输出正常。
[0035]所述中断控制模块4.12用于对主程序模块4.11与电机驱动器4.4和旋转变压器9之间的信号传输进行时序控制,所述主程序模块4.11向电机驱动器4.4发出电机控制指令,主程序模块4.11接收旋转变压器9的角度反馈值;中断控制模块4.12设有两个计时器,一个是控制周期计时器,另一个是角度检测值反馈计时器,初始化时两个计时器都置0,主程序模块4.11接收到固冲发动机控制系统10的调节指令后,将控制周期计时器置1,控制周期计时器开始计时,并计算得出当前电机驱动器4.4的转速控制信号,计时到5毫秒时,给出主程序输出控制信号标识;计时器2计时到20毫秒时置1,给出主程序将力矩电机角度检测值反馈给控制系统的标识;
[0036]所述路径规划模块4.13用于计算出力矩电机5的规划运行位移轨迹,该力矩电机5的规划运行位移轨迹的计算方式为:路径规划模块4.13以固冲发动机控制系统10给出的阀门调节器碟片I的目标角度值为终点目标位置,以旋转变压器9当前的角度反馈值为起点,根据固冲发动机控制系统10的控制要求进行计算,得出力矩电机5的规划运行位移轨迹;
[0037]所述位置PID模块4.14用于计算力矩电机5的速度输出量dq_out,该计算力矩电机5的速度输出量dq_out的计算方式为:位置PID模块4.14将固冲发动机控制系统10给出的阀门调节器碟片I的目标角度值与旋转变压器9的角度反馈值之差作为输入量,根据位置PID模块4.14的位置PID比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd,利用常规的PID算法计算力矩电机5的速度输出量dq_out ;
[0038]所述速度PID模块4.15用于计算电机驱动器4.4的转速控制信号输出量dqv_out,该电机驱动器4.4的转速控制信号输出量dqv_out的计算方式为:速度PID模块4.15以上述力矩电机5的速度输出量dq_out作为输入量,再根据速度PID模块4.15的速度PID比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd,利用常规的PID算法计算出电机驱动器4.4的转速控制信号输出量dqv_out。
[0039]一种基于DSP嵌入式系统的燃气流量调节控制方法,它包括如下步骤:
[0040]步骤1:所述数字信号处理器4.1的主程序模块4.11通过CAN总线中断接收固冲发动机控制系统10给出的控制燃气流量调节装置阀门调节器碟片I所需调节的角度值;
[0041]步骤2:路径规划模块4.13读取旋转变压器9当前的角度反馈值,根据固冲发动机控制系统10的控制要求计算出阀门调节器碟片I转动运行位移轨迹,并将路径规划标志置位,位置PID模块4.14以路径规划模块4.13计算出的阀门调节器碟片I转动运行位移轨迹得到的角度为当前目标角度值,读取当前旋转变压器9的角度反馈值,计算得到输出量速度值;
[0042]步骤3:速度PID模块4.15以位置PID模块4.14计算得出的速度值作为输入量,计算得出电机驱动器4.4的转速控制信号,电机驱动器4.4根据上述转速控制信号控制力矩电机5输出轴的转动调节,力矩电机5输出轴的旋转通过齿轮组8、减速器7和旋转轴6带动阀门调节器碟片I动作,阀门调节器碟片I改变第二轴向通气孔3.1的喉部面积,从而实现燃气流量调节控制。
[0043]上述技术方案中,所述每个数字信号处理器4.1的控制周期都重新进行位置PID模块4.14和速度PID模块4.15的计算;
[0044]当中断控制模块4.12的控制周期计时器的控制周期标志位为I时,速度PID模块
4.15输出计算得出的当前转速控制信号通过电机驱动器4.4控制力矩电机5转动,当中断控制模块4.12的控制周期计时器的控制周期标志位为O时,以路径规划模块4.13计算得出的力矩电机5的规划运行位移轨迹得到的当前目标角度值作为目标角度,再读取旋转变压器9的角度反馈值,重新进行位置PID模块4.14和速度PID模块4.15的计算,速度PID模块4.15再输出计算得到的当前转速控制信号通过电机驱动器4.4控制力矩电机5转动调节,直至调节到路径规划最终目标角度,即系统目标位置角度;中断控制模块4.12给出主程序模块4.11输出控制信号、当前旋转变压器9的反馈信号和控制周期的标识位,并根据主程序模块4.11给出的标志进行路径规划计算、位置PID计算和速度PID计算。
[0045]本发明中的数字信号处理器4.1采用PID控制算法和路径规划算法相结合的方式,路径规划模块4.13的路径规划算法以固冲发动机控制系统10要求的阀门调节器碟片I目标角度为终点目标位置,以旋转变压器9当前的角度反馈值为起点,根据固冲发动机控制系统10的控制要求进行计算得出路径规划的运行位移轨迹,周期与控制周期计时器的控制周期一致;位置PID模块4.14将固冲发动机控制系统10给出的阀门调节器碟片I的目标角度值与旋转变压器9的角度反馈值之差作为输入量,根据位置PID模块4.14的位置PID比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd,利用常规的PID算法计算力矩电机5的速度输出量dq_out ;速度PID模块4.15以上述力矩电机5的速度输出量dq_out作为输入量,再根据速度PID模块4.15的速度PID比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd,利用常规的PID算法计算出电机驱动器4.4的转速控制信号输出量dqv_out。输出转速控制信号控制力矩电机5转动,从而控制阀门调节器碟片I转动到当前路径规划目标角度位置;如此循环执行,直至调节到路径规划最终目标角度,即阀门调节器碟片I的目标位置角度。
[0046]本发明的工作过程为:固冲发动机控制系统10根据固冲发动机吸入压缩空气量的实时参数,计算出阀门调节器碟片I的目标角度值,数字信号处理器4.1计算得出力矩电机5的规划运行位移轨迹并给出当前电机驱动器4.4的转速控制信号,转速控制信号操作电机驱动器4.4发出指令控制电机转动。力矩电机5控制阀门调节器碟片I转动的过程中(力矩电机5输出的动力依次经过齿轮组8、减速器7和旋转轴6传递给阀门调节器碟片I),旋转变压器9记录下力矩电机5旋转的角度并实时反馈给数字信号处理器4.1,数字信号处理器4.1将旋转变压器9反馈的角度信息与阀门调节器碟片I的目标角度值进行比较,如有偏差,则数字信号处理器4.1继续发指令给电机驱动器4.4对阀门调节器碟片I的旋转角度进行修正,直至调节到位,形成闭环控制。力矩电机5通过控制阀门调节器碟片I旋转,改变喉部面积,从而控制燃气