基于Elmo數字伺服控制器的機載吊艙陀螺穩定平臺設計

2．2．3 吊艙運動信號處理電路
吊艙系統除了要實現基本的陀螺穩定功能外，還必須具備巡航、跟蹤等功能。因此，整個吊艙系統還有轉動信號、漂移信號的處理電路。這兩個信號是通過控制面板(HCU)上相應的開關按鈕來控制。圖4為吊艙運動信號處理電路原理圖。

2．3 系統軟件設計
Elmo Whistle數字化智能驅動器的軟件結構總體可分為2大部分：1)驅動器本身的程序，這個包括引導程序，固件和個性化的設置。這些程序可以通過官方網站下載，然后根據特定的驅動器型號進行燒錄；2)用戶自己的程序，以實現用戶自行設計的功能。
在本系統軟件設計中，主要完成陀螺穩定的功能。通過采集Elmo Whistle控制器的模擬輸入口由光纖陀螺反饋回來的電壓信號AN[1]，在程序設定相應的跟隨比例AG[2]，實現相應的陀螺穩定功能。這里的關鍵是參數AG[2]的確定。這個參數首先有一個估算的過程，估算完成后，可以在稍后的調試環節中進行微調，最終實現精準的陀螺穩定功能。參數AG[2]可以按以下方法估算：
1)在Smart Terminal界面中，將輸入AN[1]設定為1 V，測量此時吊艙的轉速，設為N，并在Smart Terminal界面中查看電機的轉速為S1，單位為count／s；
2)光纖陀螺最大感應輸出電壓為2．5 V，此時對應吊艙的速度應為M，M的值在吊艙設計時已經設定，為60(°)／s；此時電機的轉速為S2，則S2的值為：S2=(60／N)xS1；
3)比例因子AG[2]=S2／2.5；
Elmo Whistle內部有可調用函數，通過相應的設置語句，控制器就可以根據判斷6個數字輸入口的狀態，執行相應的內部函數。在本系統中，體現為LOCK信號功能、限位信號功能以及指示輸出等。圖5為陀螺穩定系統的部分軟件流程圖。

為了真正實現機載吊艙的數字化，在實現以上功能之外，本系統還就指令控制吊艙運動做了相應的嘗試。在原有的軟件模塊中，通過判斷輸入口3的狀態．增加了一個串口通信模塊。如果檢測到控制器數字輸入口3為低電平，則觸發串口通信模塊子程序，向控制器發送控制狀態字，實現指令控制吊艙功能。當然，這個功能也可以通過PC機向控制器發送相應的指令實現。

3 結束語
配合Elmo公司的Studio界面和Recorder軟件，可以分析機載吊艙陀螺穩定平臺是否達到技術指標要求，并且在有必要的時候修改系統硬件電路設計和程序中的參數，以達到預期的目標。
本系統最終設計出的機載吊艙陀螺穩定平臺，應用于目前的吊艙系統中，吊艙的穩定性能達到50μrad，俯仰轉動角度為-120°～+15°，方位轉動角度為360°連續，最大轉動速度為60(°)／s最大轉動加速度200(°)／S2，功耗小于240 W。