УСТРОЙСТВО, РЕАЛИЗУЮЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРИВОДОМ СПУТНИКОВОЙ АНТЕННЫ ПОСРЕДСТВОМ ЦИФРОВОГО ИНТЕРФЕЙСА

Предлагаемое устройство относится к области цифровой электроники и может быть использовано для управления двигателями поворота спутниковых антенн и солнечных батарей, а также в наземных системах.
Известен способ автоматического регулирования координат электропривода и устройство для его осуществления, описанные в [1]. В способе автоматического регулирования координат электропривода регулирование скорости электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины осуществляют по пропорционально-интегрально-дифференциальному закону, вычисляют результирующий сигнал управления, ограничивают результирующий сигнал управления, осуществляют прерывание интегрирования в законе регулирования скорости в зависимости от заданной и измеренной величины скорости, результирующего сигнала управления до его ограничения и результирующего сигнала управления после его ограничения, прерывают действие закона регулирования скорости в зависимости от измеренной величины тока, уставки токоограничения и регулируют ток по релейному закону в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения.
Недостатком такого способа является необходимость использования датчика скорости, что усложняет конструкцию с точки зрения применения в космической промышленности.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ потактового управления несколькими шаговыми двигателями с помощью персонального компьютера по каналу USB и устройство для его осуществления, описанные в [2]. Однако рассмотренный способ и устройство не могут применяться в космической промышленности, поскольку в космической промышленности в качестве управляемого устройства используются двухфазные синхронные электрические двигатели.
Отличительной особенностью разрабатываемого устройства является то, что управление осуществляется для двухфазного синхронного электрического двигателя.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства.
Разрабатываемое устройство состоит из микроконтроллера, драйвера для управления двухфазным синхронным электрическим двигателем, фильтров и подсистемы питания.
На микроконтроллере реализован алгоритм управления двигателем, аналого-цифровое преобразование сигналов обратной связи, формирование сигналов для подачи на драйвер, прием команд управления и выдача телеметрической информации по цифровому интерфейсу связи.
Для программирования памяти микроконтроллера реализован интерфейс USB. Также через данный интерфейс осуществляется связь устройства с программным обеспечением на управляющем компьютере. Для программирования и отладки ПО микроконтроллера реализован интерфейс SWD. Для выдачи дополнительной телеметрической информации из микроконтроллера реализован интерфейс UART.
Подсистема питания предназначена для формирования напряжений питания модуля: 5 В - для питания драйверов силовых ключей; 3,3 В - для питания цифровой части; 3,3 В - для питания аналоговой части.
Выходные фильтры предназначены для сглаживания пульсаций тока, протекающего через обмотки двигателя.
В цепь обратной связи включён фильтр для устранения помех при переключении силовых ключей коммутатора.
Из вышеперечисленного следует, что предлагаемое устройство в отличие от существующих аналогов применимо в космической промышленности для управления двигателями поворота спутниковых антенн и солнечных батарей за счёт того, что управление осуществляется особым типом двигателя – двухфазным синхронным электрическим двигателем.
Источники информации, использованные при составлении описания изобретения:
1. Пат. РФ RU 2 660 183 опубл. 05.07.2018.
2. Пат. РФ RU 2 704 486, опубл. 29.10.2019.