交流伺服系统的冗余控制研究

陈飞，侯远龙，高强

(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094)

0 引言

现代武器装备研制的重要技术之一就是保证武器系统具有较高的稳定性和可靠性，而采用冗余技术能有效地提高系统的稳定性。冗余技术就是通过配置多余的同等功能的部件，并通过一定的冗余控制逻辑使它们之间能够协调地同步运行，从而使系统应用功能的实现得到多重保证［1］。本文基于某型号远程火炮控制系统中交流伺服系统部分的研制，采用双CPU 方案实现冗余控制，通过增加冗余资源来换取系统可靠性，当主控制处理器出现故障时，备用控制处理器能够实时自动地接管整个控制系统，从而保证系统不受停机损失。

1 交流伺服系统原理

该交流伺服系统主要由控制计算机、交流伺服电机、测速装置、伺服放大器、模拟负载等设备组成。控制计算机根据火控系统给出的目标位置，计算出所需的控制电压数字信号，通过D/A 转换模块将数字信号转换成模拟信号后，输入到伺服放大器中进行信号调理，然后输入给交流调速系统，利用速度闭环环节调节电机的转速，通过减速器转化为合适的转矩带动模拟负载的运动。模拟负载的实际位置由旋转变压器测得，然后经RDC 模块将模拟信号转换成数字信号，传送回控制计算机中，构成完整的位置闭环控制系统，如图1 所示。

图1 交流伺服系统原理框图

2 双CPU 冗余技术

双CPU 冗余技术就是在系统中增加备用CPU 模块，一旦工作CPU 模块发生故障，控制系统可以快速切换到备用CPU 模块，从而保障系统的正常工作。……