双口RAM在航天伺服系统中的应用

于 戈，胡翔宇，曾凡铨，冯 伟

(1.上海航天控制技术研究所，上海 201109; 2.上海市伺服系统工程技术研究中心，上海 201109)

0 引言

在运载火箭系统中，发动机喷管采用伺服机构驱动其摇摆，近年来，大功率航天电动伺服机构技术在国内外得到了深入研究，电动伺服系统的综合性能已逐步超越了液压伺服系统，得到了越来越多的应用[1]。在电动伺服系统中通常采用电机作为能量转换元件，永磁同步电机因具有高功率密度、高效率和高可靠性等优点得到了广泛应用。然而，作为一个强耦合、多变量的非线性系统，永磁同步电机在控制过程中必须执行复杂的解耦控制算法。

伺服控制器作为驱动单元的核心，要求具备很高的硬实时性和充分的可靠性。伺服控制过程通常需要反馈信号采集、伺服控制算法计算和通信等功能，整个任务的控制周期决定了伺服系统的采样率，而高速的采样率能明显提升系统的动、静态性能。另一方面，随着控制算法的复杂化和通信的高速化，考虑到军用元器件使用的局限性，通常单中央处理器(Central Processing Unit, CPU)难以满足功能需求。

在航天伺服系统中通常具有单台控制器驱动多路伺服机构的特点，这给伺服控制计算单元提出了更高的要求。当前在伺服控制系统中，基于CPU+FPGA的架构已经成为热门方案[2]，在CPU和现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)间多采用双口随机存取存储器(Random Access Memory, RAM)进行数据传输实现数据的缓存和共享，高速可靠的数据传输成为系统的关键单点。……