云顶集团动量轮模拟器的设计
发布时间:2022-08-03 21:48

  在卫星姿势和轨道掌握计较机(AOCC)分体系的设想和室内联调阶段,为便利体系调试,需设想,模仿施行机构

  本模仿器的中心处置芯片接纳TI的TMS320VC33(以下简称VC33),该芯片是一款高机能、高性价比的32位浮点DSP0>

  DSP处置器。体系构造如图1所示。

  动量轮模仿器是卫星掌握体系空中测试装备的一部门,次要完成对来自AOCC的掌握指令和掌握电压的辨认,然后根据掌握指令和掌握电压模仿动量轮的动弹状况,向卫星和地检装备输出转速脉冲、事情形态、动弹形态和电枢电流模仿旌旗灯号。

  动量轮模仿用具有开关量输入/输出接口和模仿量输入/输出接口,并配有触摸显现液晶屏,用于装备自检或运转时,掌握和显现动量轮模仿器的开关旌旗灯号形态和角速率。别的,在触摸显现液晶屏上能够挑选模仿两种差别动弹惯量的动量轮。

  DSP的选型:本体系模仿某卫星4个动量轮的运转,次要事情为:收罗4路相互自力的差分掌握电压,按轮角速率公式=+Ut×K×t/J(为动量轮角速率,Ut为动量轮输入掌握电压,t为动量轮运算周期,K为比例常数,J为动量轮动弹惯量)计较后,以24个脉冲/转输出转速频次,并调度成地检装备请求的幅值。这里的计较需求挑选高速且撑持浮点运算的处置器。

  VC33是32位浮点处置器,其功用构造与C31类似,但因为在时钟、电源、存储区设想上做了优化,其事情速率更快(每条指令施行只需13ns)、功耗更小,并集成了较大的片内存储区。别的,VC33价钱较低(约120元,比TI公司的6X系列的同机能浮点DSP低许多)。VC33配以CPLD EPM7128,做以逻辑掌握计划的综合目标较为幻想。

  动量轮掌握电压的收罗:14位ADC芯片MAX125具有A、B两组旌旗灯号输入端,每组4个输入通道,内置4路同步采样连结器。在实践使用平分别收罗来自立、备AOCC的各4路掌握电压,将其颠末阻抗婚配后,毗连到MAX125的输入端,转换成果送给DSP处置。CPLD供给ADC的掌握旌旗灯号,在逻辑内部完成对ADC启动旌旗灯号、转换通道的挑选。

  电枢电流输出:上述DSP计较成果并行传送给逻辑芯片EPM7128,DSP经由过程逻辑芯片完成对DAC7615的片选、时钟、数据和启动转换的掌握;DAC7615是12位串行数字量输入,4路单端电压输出的DAC,D/A转换速度为76ksps×4通道,转换精度为0.1%FSR。本设想中,将其设置为单极性0~2.5V输出,再经运算放大器做阻抗婚配后,构成0~4V的电枢电流旌旗灯号输出到空中测试体系。

  关于AOCC的掌握指令,经响应电平转换电路后,毗连到CPLD辨认,然后送给DSP处置。云顶集团足彩关于动弹形态和电源形态,则按照DSP计较成果输出;外扩串口掌握芯片16C2552,与触摸显现液晶屏停止通讯,将轮转速及形态停止显现。VC33的浮点运算才能为120MIPS,完整满意转速脉冲的计较请求。两种动量轮的挑选开关设想在触摸显现液晶屏上,经由过程串口将差别的轮动弹惯量特性送给DSP处置。

  所无数字输入旌旗灯号均为比力器接入,所无数字输出旌旗灯号都为三极管驱动输出,掌握指令为0/12V数字旌旗灯号,转速脉冲为0/12V数字旌旗灯号,电源形态和转速标的目的为0和开路两种形态数字旌旗灯号。

  DSP主法式完成掌握旌旗灯号的收罗、角速率运算和各类特性唆使量的输出,和与液晶屏的通讯。并判定体系是事情在自检形态仍是模仿轮运转形态,依状况掌握,体系收罗数据或提取触摸屏键入的数据,以便做角速率和角度的计较。

  电枢电流和液晶屏的显现数据1s革新一次。轮的动弹角度是角速率对工夫的积分,在1s按时中止效劳法式中完成,如图3所示。转速频次以24个脉冲/转输出时,每一个脉冲代表360/24=15,占空比为50%,每隔7.5角频次端口翻转一次。

  动量轮模仿器作为卫星掌握体系空中测试装备的构成部门,完成了预期的功用:在空中测试装备挪动后,对空中测试装备停止片面快速自检,确保其与卫星对接时不会破坏卫星电路,以便准确测试卫星数据;模仿动量轮部件,经收罗和运算后输出根据掌握力矩的巨细和标的目的变革的转速脉冲。

  本模仿器胜利模仿了动量轮部件,已经由过程了用户验收,并使用在了某型号卫星的AOCC分体系和整星实验的测试项目中。

  以高机能浮点DSP芯片TMS320VC33为中心,以CPLD为帮助设想的动量轮模仿器,具有多种端口,硬件简朴,只占用了一块APCI板卡的面积。该体系对浮点运算才能请求高的范畴具有很好的参考代价。