基于DSP+CPLD的四电动舵机伺服控制器设计

米月星 ，林 辉，李 志

(西北工业大学，陕西西安710129)

1四舵机伺服控制系统

舵机作为现代飞行器的伺服执行机构，对其质量、体积以及控制性能都提出了更高的要求［1-2］。舵机伺服系统分为四个独立的通道，分别完成对四个舵面的控制。每个通道由舵机本体和伺服控制器组成。四舵机伺服控制系统结构框图如图1所示。伺服控制器接收制导计算机的的位置信号给定，控制四台舵机按照给定的位置信号做相应的作动，控制各舵面的角度变化。

图1 四舵机伺服控制系统

2 12路霍尔信号的捕获

本系统中，霍尔信号同时送至DSP和CPLD。CPLD通过电机三相霍尔信号的逻辑运算产生PWM控制信号，DSP通过霍尔信号的捕获计算得知电机的转速作为速度环的回馈信号。电机的转速信号由霍尔信号回馈得知。单个DSP有6个CAP管脚，而四台电机共有12路霍尔信号需要捕获。单纯依靠DSP的CAP管脚无法实现对12路霍尔的捕获。这就需要CPLD将每三路霍尔信号异或，将异或信号送至DSP的CAP口。0～360°的电角度范围内，三相霍尔及其异或信号如图2所示。

图2 三相霍尔及其异或信号

图 2 中，HA、HB、HC分别为一台电机的三相霍尔信号，YH为其异或信号。由图2看出，每相霍尔的上升或下降均能导致YH高低电平的变化。这样通过捕获YH信号的上升沿和下降沿，就能确定三相霍尔电平跳变的时刻。采用M法测速，在一定的时间T内，测取YH信号的脉冲个数M，从而得到电机的转速。这样，一台电机三相霍尔信号跳变的捕获可由一个CAP管脚完成，4个CAP管脚即可完成对12路霍尔信号跳变的捕获，并由此计算出四台电机的转速。……