基于RTX的角度编码器信号实时采集设计

任海燕,廖建平,肖述晗,吴帅,尹晓丽

(航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095)

0 引言

国内惯性测试设备的角度编码器信号采集通常以单片机或DSP+FPGA作为系统的控制核心[1-2],属于采用硬件电路实现,但使用硬件电路时接口电路复杂,开放性差,不能实现系统的可互换性。

为实现惯性测试设备高精度伺服控制,不仅需要良好的用户界面便于用户使用,更要具有良好的实时性能,以保证数据的实时采集和实时发送。Windows是比较常见的操作系统,人机交互界面良好,但当打开程序平台太多时,会出现定时不准现象,难以满足对实时性要求较高的系统需求[3]。RTX操作系统是美国Ardence公司开发的实时子系统,用于Windows平台,不仅具有较强的实时性,而且具有较好的稳定性及可扩展性[4-5]。本文基于RTX+Windows系统平台进行角度编码器信号的实时采集研究。

RTX+Windows系统平台是在Windows系统基础上拓展实时子系统RTSS[6],该平台不仅继承了原有Windows操作系统的优点,而且提高了系统实时性,使线程间切换时间极大地缩短。RTX+Windows系统平台也是目前Windows平台上唯一基于软件的硬实时解决方案[7-8]。

1 角度编码器信号实时采集硬件方案

本文以单轴转台为应用对象。单轴转台主要由三部分组成:台体、采集及控制系统和计算机系统。台体为立式结构;采集及控制系统用于实时采集转台角位置并控制台体按照指令进行回转运动;计算机系统主要为工控机,用于采集数据及发送指令[9]。

该单轴转台控制系统要求根据给定的指令,通过计算机系统生成控制律,通过DA卡作用于驱动器,从而控制电机,其中采集的角度编码器信号用于转台角位置反馈,实现对转台角位置的闭环控制。……