一種應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)的霍爾電流傳感器零位校正方法與流程

本發(fā)明涉及一種霍爾電流傳感器的零位校正方法，具體是指一種應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)電流環(huán)的霍爾電流傳感器零位校正方法，屬于電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電動(dòng)舵機(jī)是導(dǎo)彈飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其作用是根據(jù)控制信號(hào)的要求操縱舵面偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生操縱力矩，控制導(dǎo)彈飛行。電動(dòng)舵機(jī)采用位置環(huán)、電流環(huán)雙閉環(huán)控制。為了提高控制品質(zhì)精度，需要精確測(cè)量電動(dòng)舵機(jī)的電流值，通常采用霍爾電流傳感器檢測(cè)伺服電機(jī)的母線電流。由于霍爾電流傳感器的產(chǎn)品內(nèi)部為半導(dǎo)體器件，各元器件參數(shù)會(huì)受時(shí)間及溫度的影響而發(fā)生變化，使得霍爾電流傳感器的零點(diǎn)發(fā)生偏移。影響霍爾電流傳感器零點(diǎn)輸出的主要因素有霍爾元件不等電勢(shì)漂移、輸入失調(diào)電壓漂移、剩磁、地磁影響等。而零位偏移會(huì)降低電動(dòng)舵機(jī)電流環(huán)的控制精度，甚至在小電流輸出的情況下，起不到有效的電流環(huán)控制作用。

為了解決上述的霍爾電流傳感器零位偏移帶來(lái)的精度問(wèn)題，目前的方法都是從提高霍爾電流傳感器的零位精度方面著手，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和成本，但都沒(méi)有從霍爾電流傳感器的應(yīng)用角度尋求相應(yīng)的解決方法。因此，目前亟需提出一種操作簡(jiǎn)便的零位校正方法，對(duì)電動(dòng)舵機(jī)電流環(huán)的霍爾電流傳感器零位偏移進(jìn)行有效修正。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)的霍爾電流傳感器零位校正方法，有效解決電流環(huán)霍爾電流傳感器的零位偏移問(wèn)題，確?；魻栯娏鱾鞲衅麟娏鞑蓸拥臏?zhǔn)確性，提高電動(dòng)舵機(jī)的電流閉環(huán)控制精度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)的霍爾電流傳感器零位校正方法，包含以下步驟：

S1、電動(dòng)舵機(jī)采用位置環(huán)控制器和電流環(huán)控制器構(gòu)成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)；其中，采用霍爾電流傳感器采集伺服電機(jī)的母線電流；

S2、獲取霍爾電流傳感器的零位：在電動(dòng)舵機(jī)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的初始上電時(shí)刻，其無(wú)控制輸出，且伺服電機(jī)的母線電流為零；此時(shí)采集霍爾電流傳感器的單位時(shí)間內(nèi)的采樣電流平均值，其即為霍爾電流傳感器的零位；

S3、對(duì)霍爾電流傳感器的零位進(jìn)行校正：在電動(dòng)舵機(jī)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程中，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾電流傳感器實(shí)時(shí)采集伺服電機(jī)的母線電流，并計(jì)算當(dāng)前采樣值與零位的差值，其即為當(dāng)前伺服電機(jī)所消耗的實(shí)際電流值，將該實(shí)際電流值引入電流環(huán)控制器解算，完成閉環(huán)控制。

所述的S2中，霍爾電流傳感器的零位I₀為：

I₀＝I_A+I_B+I_C+I_D；

其中，I_A表示霍爾電流傳感器的不等位電勢(shì)漂移零位；I_B表示輸入失調(diào)電壓漂移零位；I_C表示剩磁零位；I_D表示地磁影響零位。

進(jìn)一步，在電動(dòng)舵機(jī)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程中，霍爾電流傳感器零位保持不變。

所述的S3中，當(dāng)前伺服電機(jī)所消耗的實(shí)際電流值I_out為：

I_out＝I_in-I₀；

其中，I_in代表霍爾電流傳感器的當(dāng)前采樣值；I₀代表霍爾電流傳感器的零位；I_out代表當(dāng)前伺服電機(jī)所消耗的實(shí)際電流值，并將其引入電流環(huán)控制器解算，完成閉環(huán)控制。

綜上所述，本發(fā)明所提供的應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)的霍爾電流傳感器零位校正方法，能在不對(duì)現(xiàn)有的霍爾電流傳感器進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，僅通過(guò)控制算法即可解決電流環(huán)霍爾電流傳感器的零位偏移問(wèn)題，確?；魻栯娏鱾鞲衅麟娏鞑蓸拥臏?zhǔn)確性，保證伺服電機(jī)的電流閉環(huán)控制精度，非常適用于導(dǎo)彈等短時(shí)工作制的電動(dòng)舵機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中的應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)的霍爾電流傳感器零位校正方法的示意圖；

圖2為本發(fā)明中的電動(dòng)舵機(jī)雙閉環(huán)控制回路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合圖1和圖2，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。

如圖1所示，為本發(fā)明所提供的應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)的霍爾電流傳感器零位校正方法，包含以下步驟：

S1、如圖2所示，電動(dòng)舵機(jī)采用位置環(huán)控制器和電流環(huán)控制器構(gòu)成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)；其中，采用霍爾電流傳感器采集伺服電機(jī)的母線電流；

S2、獲取霍爾電流傳感器的零位：在電動(dòng)舵機(jī)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的初始上電時(shí)刻，其無(wú)控制輸出，且伺服電機(jī)的母線電流為零；此時(shí)采集霍爾電流傳感器的單位時(shí)間內(nèi)的采樣電流平均值，其即為霍爾電流傳感器的零位；

S3、對(duì)霍爾電流傳感器的零位進(jìn)行校正：在電動(dòng)舵機(jī)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程中，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾電流傳感器實(shí)時(shí)采集伺服電機(jī)的母線電流，并計(jì)算當(dāng)前采樣值與零位的差值，其即為當(dāng)前伺服電機(jī)所消耗的實(shí)際電流值，將該實(shí)際電流值引入電流環(huán)控制器解算，完成閉環(huán)控制。

所述的S2中，霍爾電流傳感器的零位I₀為：

I₀＝I_A+I_B+I_C+I_D；

其中，I_A表示霍爾電流傳感器的不等位電勢(shì)漂移零位；I_B表示輸入失調(diào)電壓漂移零位；I_C表示剩磁零位；I_D表示地磁影響零位。

因?yàn)榛魻栯娏鱾鞲衅鞯牟坏任浑妱?shì)漂移主要受溫度影響，而輸入失調(diào)電壓漂移主要隨著時(shí)間變長(zhǎng)會(huì)逐漸增大；又由于導(dǎo)彈的電動(dòng)舵機(jī)采用短時(shí)工作制，其工作時(shí)間只有數(shù)十至數(shù)百秒，并且霍爾電流傳感器在電動(dòng)舵機(jī)內(nèi)部能受到良好的熱防護(hù)，使得霍爾電流傳感器在工作過(guò)程中溫升不甚明顯；所以能夠認(rèn)為霍爾電流傳感器的不等位電勢(shì)漂移和輸入失調(diào)電壓漂移均保持不變。另外，剩磁主要因?yàn)榧怒h(huán)具有磁滯特性，但是能夠在生產(chǎn)時(shí)通過(guò)嚴(yán)格篩選將剩磁控制在很小的范圍內(nèi)；而地磁的變化對(duì)霍爾電流傳感器的影響也非常小。綜上所述，可以認(rèn)為導(dǎo)彈的電動(dòng)舵機(jī)在工作時(shí)的霍爾電流傳感器零位保持不變。

所述的S3中，當(dāng)前伺服電機(jī)所消耗的實(shí)際電流值I_out為：

I_out＝I_in-I₀；

其中，I_in代表霍爾電流傳感器的當(dāng)前采樣值；I₀代表霍爾電流傳感器的零位；I_out代表當(dāng)前伺服電機(jī)所消耗的實(shí)際電流值，并將其引入電流環(huán)控制器解算，完成閉環(huán)控制。

綜上所述，本發(fā)明所提供的應(yīng)用于電動(dòng)舵機(jī)的霍爾電流傳感器零位校正方法，能在不對(duì)現(xiàn)有的霍爾電流傳感器進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，僅通過(guò)控制算法即可解決電流環(huán)霍爾電流傳感器的零位偏移問(wèn)題，確保霍爾電流傳感器電流采樣的準(zhǔn)確性，保證伺服電機(jī)的電流閉環(huán)控制精度，非常適用于導(dǎo)彈等短時(shí)工作制的電動(dòng)舵機(jī)。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。