CAN總線實驗模塊

CAN總線實驗模塊用于模擬車控系統基本原理。汽車電子車身網絡系統是由多個ECU之間采用高速CAN總線網絡通信實現車輛動力與操作系統信息快速交互。通過總線的連接，將多個ECU組成控制網絡，實現相互間的信息互聯互通，展示車控信息采集及處理過程。本系統建設提供ECU仿真模型、源代碼等，通過CAN總線組網構成一個基本車載網絡的模型，了解車載網絡的基本構成。通過可配套使用的平臺軟件，以達到構建網絡控制方案，驗證網絡模型，并通過對網絡數據的采集、存儲、分析、處理等對車載網絡進行測量、評估、優化等目的。包含組合儀表ECU、車燈控制ECU、信息采集ECU以及防盜報警ECU等。

一、系統功能

該實驗開發系統以生活中常用的車輛CAN總線控制系統為例進行設計，涉及汽車電子控制、CAN總線、OBD等技術，涵蓋了典型車型的舒適CAN系統（低速CAN）、動力CAN系統（高速CAN）、高低速CAN/LIN網關及各系統中典型的ECU節點，真實再現汽車CAN/LIN總線控制網絡。同時兼顧車上裝控制實驗，能模擬完成展車、起豎、鎖彈、鎖筒等典型控制實驗。

·提供各ECU的原理圖、源代碼，為開發汽車ECU、車載網絡奠定軟、硬件基礎；

·提供示范工程，學會使用對ECU車載網絡進行設計、測量、仿真、診斷、測試、分析的基本方法；

·通過完成對車載網絡的設計、軟件仿真、半實物仿真、硬件在環仿真；

·學習各汽車ECU的軟、硬件設計方法，符合汽車應用各項標準；

·學習在環境中對ECU進行虛擬仿真、測量、調試、診斷；

·學習汽車ECU診斷功能的軟、硬件設計方法；

·學習OBD相關技術，實現系統的自診斷功能并輸出系統運行信息和故障信息；

·學習汽車電子控制系統中的典型控制策略及診斷方法；

·學習通過建立CAN通信協議、網絡仿真、網絡監控等總線與ECU開發功能；

·學習該實驗開發系統與模擬實車網絡的聯合仿真。

二、系統組成

1.CAN/LIN網關及 OBDII診斷ECU

2.汽車組合儀表ECU   

3.舒適系統中央控制/防盜報警ECU

4.轉向柱燈光開關ECU

5.發動機信號模擬ECU

6.舒適系統左前門/燈ECU

7.舒適系統右前門/燈ECU

8.舒適系統左后門/燈ECU

9.舒適系統右后門/燈ECU

10.倒車雷達ECU

11.仿真開發平臺

三、主要參數

1.CAN/LIN網關及 OBDII診斷ECU

1.1 可實現低速CAN網絡與高速CAN網絡之間的數據選擇性交互，完成汽車電子車身網絡內不同通信速率CAN網絡之間的信息互聯互通；

1.2 支持CAN2.0A與CAN2.0B協議；

1.3 具有OBD診斷功能，用于舒適系統的故障診斷，實現系統的自診斷功能并輸出運行信息和故障信息；

1.4 符合KWP1281等診斷協議標準，物理接口符合OBD II標準要求；

1.5 提供軟件代碼測試CAN各種波特率標準、通信幀的類型、通信幀的格式、總線濾波等功能。

1.6 可通過平臺軟件對ECU進行CAN-BUS網絡通信軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

2.汽車組合儀表ECU

主要用于模擬 柴油發電機組的運行實驗。

2.1 儀表包括：發動機轉速表、車速表、燃油表和溫度表。

2.2 指示包括：燃油報警信號、水溫報警信號、充電指示信號、機油壓力報警指示、制動器液位故障報警指示、駐車制動指示、制動蹄片間隙警告指示、安全帶未系警告指示、SRS故障指示、近光燈、遠光燈、防霧燈、轉向燈等。

2.3軟件包括以下模塊單元：

2.3.1燃油表控制模塊：主要有油位采集模塊和步進電機驅動模塊；

2.3.2溫度表控制模塊：主要有溫度采集模塊和步進電機驅動模塊；

2.3.3車速表控制模塊：主要有車速采集模塊和步進電機驅動模塊；

2.3.4轉速表控制模塊：主要有轉速采集模塊和步進電機驅動模塊；

2.3.5指示燈模塊：主要有信號采集和控制信號輸出模塊；

2.3.6CAN通信模塊：主要有數據處理模塊、CAN接收和發送模塊；

2.4 實驗信號輸入：

實驗設備自帶信號輸入；信號發生器信號輸入；CAN網絡報文輸入。

2.5 通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

2.6 提供ECU實物原理圖、實驗源代碼等教學資源。

3.舒適系統中央控制/防盜報警ECU

3.1 六路以上繼電器控制輸出，五路以上報警信號輸入；

3.2 綜合應用CAN總線通信與無線通信的數據交互技術，以及汽車防盜原理；

3.3 提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源；

3.4 多路LED工作指示燈控制電路；

3.5 電子防盜軟件部分主要包括功能選擇開關信號采集與處理、制動踏板等開關信號采集與處理、振動傳感器信號采集與處理、RF信號采集與處理、繼電器控制及控制策略；

3.6 通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

4.轉向柱燈光開關ECU

4.1八路以上信號輸入接口；

4.2CAN總線接口；

4.3發送信號：示寬、近光、遠光、左轉向、右轉向、閃光、前霧、后霧燈信號；

4.4接收單元：組合儀表及舒適系統的左前、右前、左后、右后車門車燈控制ECU；

4.5提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源；

4.6通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真；

4.7通能夠通過平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯網后CAN-BUS通信的綜合診斷

5.發動機信號模擬ECU

該單元主要用于發動機信號的模擬

5.1發動機轉速信號、車速信號的數字/模擬脈沖模擬；

5.2輸出燃油油量信號、發動機冷卻液溫度信號的電阻變化信號；

5.3具備有根據輸入情況發送CAN報文的功能，可以通過CAN報文將這些信息發送到CAN總線網絡，并被組合儀表及舒適系統其他電控單元所使用；

5.4輸入接口硬件包括：旋鈕電位器輸入，實現輸入信號的連續變化模擬；

5.5輸出接口硬件包括：滑動變阻器輸出、模擬電壓輸出等；

5.6開放程序代碼，為用戶實現對不同電控單元的信號模擬提供便利途徑。

6.舒適系統左前門/燈ECU

左前車門車燈控制單元的作用是用于管理左前車門車窗升降電機、電控門鎖，以及左前燈控制的電腦單元；組合這些功能的設計的目的是為了簡化系統CAN網絡結構，有利于教學的同時，使本系統能夠集成更多的功能。使用時可以將其只作為左前車門控制電腦或左前車燈控制電腦。該控制單元通過CAN總線與中央舒適系統控制單元通信，實現自診斷功能。

6.1輸入接口硬件包括：左前車門組合開關輸入，預留其他開關量輸入，模擬信號輸入。

6.2輸出接口硬件包括：多路大功率燈驅動輸出，多路大功率伺服電機驅動輸出。

6.3軟件包括以下模塊單元：

6.3.1 伺服電機驅動模塊：用于控制伺服電機的動作；

6.3.2 大功率燈光驅動模塊：用于燈光的驅動；

6.3.3 車窗車鎖控制開關信號處理模塊：用于處理車窗車鎖控制開關信號；

6.3.4 模擬量輸入接口：用于處理一些模擬量信號，以及功能拓展使用；

6.3.5 指示燈模塊：用于輸出指示信號，如通信狀態、輸入狀態；

6.3.6 CAN通信模塊：主要有數據處理模塊、CAN接收和發送模塊；

6.4 實驗信號輸入：

接收舒適系統其它單元CAN報文、工具軟件CAN報文輸入。

6.5 可以通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

6.6 提供ECU實物原理圖、實驗源代碼等教學資源，提供故障診斷參考代碼。

6.7 通能夠通過平臺軟件對該ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯網后CAN-BUS通信的綜合診斷。

7.舒適系統右前門/燈ECU

右前車門車燈控制單元的作用是用于管理右前車門車窗升降電機、電控門鎖，以及右前燈控制的電腦單元；組合這些功能的設計的目的是為了簡化系統CAN網絡結構，有利于教學的同時，使本系統能夠集成更多的功能。使用時可以將其只作為左前車門控制電腦或左前車燈控制電腦。該控制單元通過CAN總線與中央舒適系統控制單元通信，實現自診斷功能。

7.1 輸入接口硬件包括：車窗升降開關輸入，預留其他開關量輸入，模擬信號輸入。

7.2 輸出接口硬件包括：多路大功率燈驅動輸出，多路大功率伺服電機驅動輸出。

7.3軟件包括以下模塊單元：

7.3.1 伺服電機驅動模塊：用于控制伺服電機的動作；

7.3.2 大功率燈光驅動模塊：用于燈光的驅動；

7.3.3 車窗開關信號處理模塊：用于處理車窗開關信號；

7.3.4 模擬量輸入接口：用于處理一些模擬量信號，以及功能拓展使用；

7.3.5 指示燈模塊：用于輸出指示信號，如通信狀態、輸入狀態；

7.3.6 CAN通信模塊：主要有數據處理模塊、CAN接收和發送模塊；

7.4 實驗信號輸入：

接收舒適系統其它單元CAN報文、工具軟件CAN報文輸入。

7.5 可以通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

7.6 提供ECU實物原理圖、實驗源代碼等教學資源，提供故障診斷參考代碼。

7.7 通能夠通過平臺軟件對該ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯網后CAN-BUS通信的綜合診斷。

8.舒適系統左后門/燈ECU

左后車門車燈控制單元的作用是用于管理左后車門車窗升降電機、電控門鎖，以及左后燈控制的電腦單元；組合這些功能的設計的目的是為了簡化系統CAN網絡結構，有利于教學的同時，使本系統能夠集成更多的功能。使用時可以將其只作為左前車門控制電腦或左前車燈控制電腦。該控制單元通過CAN總線與中央舒適系統控制單元通信，實現自診斷功能。

8.1 輸入接口硬件包括：車窗升降開關輸入，預留其他開關量輸入，模擬信號輸入。

8.2 輸出接口硬件包括：多路大功率燈驅動輸出，多路大功率伺服電機驅動輸出。

8.3軟件包括以下模塊單元：

8.3.1 伺服電機驅動模塊：用于控制伺服電機的動作；

8.3.2 大功率燈光驅動模塊：用于燈光的驅動；

8.3.3 車窗開關信號處理模塊：用于處理車窗開關信號；

8.3.4 模擬量輸入接口：用于處理一些模擬量信號，以及功能拓展使用；

8.3.5 指示燈模塊：用于輸出指示信號，如通信狀態、輸入狀態；

8.3.6 CAN通信模塊：主要有數據處理模塊、CAN接收和發送模塊；

8.4 實驗信號輸入：

接收舒適系統其它單元CAN報文、工具軟件CAN報文輸入。

8.5 可以通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

8.6 提供ECU實物原理圖、實驗源代碼等教學資源，提供故障診斷參考代碼。

8.7 通能夠通過平臺軟件對該ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯網后CAN-BUS通信的綜合診斷。

9.舒適系統右后門/燈ECU

右后車門車燈控制單元的作用是用于管理右前車門車窗升降電機、電控門鎖，以及右前燈控制的電腦單元；組合這些功能的設計的目的是為了簡化系統CAN網絡結構，有利于教學的同時，使本系統能夠集成更多的功能。使用時可以將其只作為左前車門控制電腦或左前車燈控制電腦。該控制單元通過CAN總線與中央舒適系統控制單元通信，實現自診斷功能。

9.1 輸入接口硬件包括：右前車窗升降開關輸入，預留其他開關量輸入，模擬信號輸入。

9.2 輸出接口硬件包括：多路大功率燈驅動輸出，多路大功率伺服電機驅動輸出。

9.3軟件包括以下模塊單元：

9.3.1 伺服電機驅動模塊：用于控制伺服電機的動作；

9.3.2 大功率燈光驅動模塊：用于燈光的驅動；

9.3.3 車窗開關信號處理模塊：用于處理車窗開關信號；

9.3.4 模擬量輸入接口：用于處理一些模擬量信號，以及功能拓展使用；

9.3.5 指示燈模塊：用于輸出指示信號，如通信狀態、輸入狀態；

9.3.6 CAN通信模塊：主要有數據處理模塊、CAN接收和發送模塊；

9.4 實驗信號輸入：

接收舒適系統其它單元CAN報文、工具軟件CAN報文輸入。

9.5 可以通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

9.6 提供ECU實物原理圖、實驗源代碼等教學資源，提供故障診斷參考代碼。

9.7 通能夠通過平臺軟件對該ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯網后CAN-BUS通信的綜合診斷。

10.倒車雷達ECU

10.1四路超聲波探頭；

10.2檢測距離0.3-3.15米；

10.3 CAN總線接口，并通過CAN接口發送相關信息到組合儀表ECU單元；

10.4采集車身周圍障礙物分布情況，將信息匯總后模糊推理，提供倒車建議；

10.5提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源；

10.6通過平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環仿真。

10.7通能夠通過平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯網后CAN-BUS通信的綜合診斷。

11.仿真開發平臺

平臺軟件是針對車載CAN-BUS網絡及其相關ECU的開發、測試和分析的集成開發環境軟件，涵蓋了從系統規劃到實現的完整開發流程，可提高開發基于CAN-BUS網絡的ECU及車載網絡的效率。軟件平臺主要包括三大功能模塊：1、數據庫功能模塊，2、測量功能模塊，3、仿真功能模塊。支持ECU及車載CAN-BUS網絡系統的開發、測量、仿真、診斷、測試、分析、數據記錄、數據回放等。

測量：以圖形，圖表等形式實時的反映車載網絡的總線狀態及相關信息

仿真：用于車載網絡仿真，包括軟件仿真，半實物仿真，硬件在環仿真。

診斷：完成對單個ECU的CAN-BUS通信功能診斷，以及多個ECU聯網后網絡的綜合診斷。

測試：對開發過程中各個階段的ECU進行CAN總線通信功能測試，檢查測試模型，回歸測試及一致性測試。

數據記錄與回放：可記錄總線數據，并進行記錄數據的回放。

符合ISO11898標準的兩路獨立CAN-bus通道，可以處理CAN2.0A和CAN2.0B格式的CAN報文信息；發送速度最高大于4000幀/秒，接收速度最高大于5000幀/秒。

可實時顯示總線負載和流量以及總線錯誤狀態。

支持檢測和顯示錯誤幀。

可通過腳本配置以支持自定義協議。

可發送協議幀，進行模擬操作；具有鍵盤輸入、時間等觸發功能，并可設定接收到指定類型的協議幀時觸發發送相應的協議幀。

12.車上裝模擬平臺

能通過CAN通信模擬完成車上裝的實驗，如展車、起豎、鎖彈等控制實驗。展車、起豎、鎖彈等執行機構可不用真實油缸，可以以其他形式代替。

7.4  1553B總線實驗模塊

為便于1553B總線教學，以實際導彈發射控制為應用對象，建立1553B實驗系統。1553B實驗系統用于搭建基本流程系統，結合VXI或PXI采集板卡，實現信息采集、傳輸、交互以及控制功能。主要包括1553B控制板卡、采集板卡、執行單元、信號發生源以及操作控制機構等。在實驗室測試中，使用至少3個1553B 終端設備組成一個1553B總線系統，通常一個終端為BC，另外兩個設備為RT。一般使用2個總線耦合器和2個終端電阻即可實現2個1553B終端設備的連接。結合數據采集板卡采集位移傳感器數據，經工控機處理后由通信網絡上相應工控機檢測實時位置，并可設置啟動、停止等作業，通過定制計算機軟件外加輔助硬件及一套伺服電機實現模擬伺服機構原理模擬，通過控制伺服的啟動、停止等作業，來模擬伺服機構啟動過程。通過設計其他項目，制作簡單的測試發射程序。具體設計如下：

7.4.1  概述

1553B總線主要包含3種不同的節點，因此為了向學員展示完整的1553B總線系統，設計了三臺電腦用于模擬3種不同的節點，同時配合整個系統其他模塊，可以完整的演示1553B總線間如何實現數據通訊，遠程操控執行機構，1553B的系統框架如圖17所示

圖17  1553B總線系統結構示意圖

該框架主要展示1553B總線的結構設計，用BC節點作為1553B總線的主控節點，可以遠程控制RT節點電腦，同時在RT電腦上開發自己的專門程序通過Profibus總線與PLC通訊最終可以實現BC節點電腦遠控伺服電機，和其他IO器件的功能。

整個測發控系統由3個1553B總線接口功能的節點構成，其中BC節點是整個網絡的控制中心，負責控制RT節點以及附屬設備，MT節點是網絡的監控終端，負責整個1553B網絡數據流監視、記錄，具備數據流的回放功能，相當于飛機的“黑匣子”。

1、BC節點：BC節點是總線控制終端，負責控制RT下屬連接設備以及監測下屬設備的運行狀態參數，實時在BC終端展示、操控，用戶可在BC終端編輯指令、觀測數據；

2、MT節點：MT不連接任何設備，但可以監測1553B總線上的數據流，并具備數據流的記錄功能，可是實時回放現場數據，具備數據存儲功能，方便數據回放與學習；

3、RT節點軟件架構

根據上述設計RT節點電腦上需要設計開發一套復雜的軟件，實現1553B總線數據與Profibus數據的交換，從而能更好的輔助學員了解BC如何遠控系統中其他執行機構。

RT節點的軟件分為4層，分別是：驅動層、數據層、控制層、以及人機界面層（UI）。驅動層與數據層之間通過中間數據層進行解耦，對數據進行規范化處理，便于擴展替換第三方驅動

?驅動層主要連接外部系統硬件層，驅動層主要實現與下位機PLC通訊。

?數據層主要存放來自UI、總線以及底層系統的數據。

?控制層提供UI層后臺邏輯處理功能，與UI界面功能界面相對應。

?UI層采用WPF設計，提供人機交互的通道，主要面向操作者。

圖18  RT節點軟件結構（僅供參考）

圖19  軟件界面參考

同時，★1553B實驗系統實驗對象以陀螺，伺服組合，直流電機、電池為對象，讓學員貼合實際發射控制系統進行學習，更容易接受。

圖20  1553B實驗系統結構示意圖

7.4.2  系統指標要求包括功能指標和技術指標，系統具備的功能主要有：

1）通用測發控系統硬件搭建；

2）陀螺儀狀態檢測實驗；

4）伺服組合檢測實驗；

5）電動機狀態檢測實驗；

6）電池狀態檢測實驗；

7）通用測發控系統檢測測試綜合實驗（可以將這幾種被控對象串起來）。

7.4.3  該教學訓練系統主要戰術技術指標如下：

1）工作電源：AC220V±10％  50Hz

2）安全保護：漏電保護，過流保護等保護

3）額定功率：不大于10KW

4）環境溫度：－10℃～40℃

5）相對濕度：≤85%

7.4.4  系統主要軟硬件參數見下表

表12                      通用測發控實驗平臺主要配套設備及參數

序號 內容 性能參數及規格型號 規格、數量 備注

1 1553B總線網絡 1、★1553B雙冗余總線結構，配有耦合器、終端電阻、線纜等。具備調試軟件，網絡節點不少于3個；；

2、支持多種通用計算機總線平臺：ISA, PC104, PCI, CPCI, PXI, VME, USB；

3、單功能、多功能、單通道、雙通道選擇

4、操作系統Windows xp/7/Linux

5、通訊速率支持1M、2M

6、自動BC重試，BC支持幀重發

7、支持時標模式

8、大容量的數據存儲：16M×16bit

雙冗余通道數據發送和接收

9、驅動程序：提供標準DLL，支持VC、VB、Delphi、LabVIEW、CVI等標準的開發語言平臺。應用程序：只需安裝即可使用1553板卡，實現大多數應用所需的通訊操作功能。

10、技術規范：

電源：+5V，±12V

工作溫度：-40℃-+85℃

1套

僅供參考

2 伺服組合 1、額定功率:不小于200W

2、齒輪材質:剛性

3、重量：不大于5kg

4、額定扭矩:不小于6N·m

5、工作環境溫度: －10℃～60℃

6、勵磁方式:永磁式

7、轉動角度:90度

8、額定轉速:2000rpm

9、配備伺服驅動器、伺服電機及相關配件，支持位置控制、力矩控制、速度控制

10、模塊化設計，配備專用調速旋鈕，支持手動調速，具有人機交互界面

11、支持RS232串口通信 1套

僅供參考

3 陀螺儀 1、測量范圍：±500°/s，零偏穩定性：25°/h，非線性：0.2%FS

2、供電電壓：DC5.0V-DC16.0V

3、數據接口：支持RS232串口通信

4、工作環境：-20℃-+55℃ 1套

僅供參考

4 電動機組合 1、供電形式：DC+12V

2、額定功率：不小于20W

3、數據接口：支持RS232串口通信

4、工作環境：-20℃-+55℃

5、采用模塊化機箱式結構，可本地控制及顯示電機運行狀態（可通過旋鈕、按鍵燈控制電機啟動、停止及轉速等，通過本地人機接口顯示電機啟閉、轉速、電壓、電流等） 1套

5 電池組合 1、配備+24V鋰電池組合；

2、模塊化設計，具有專用機箱，配備狀態顯示屏，提供專用充電口；

2、工作環境-15-45℃；

3、具備冷卻方式：自然冷或風冷。 1套

6 開關模塊 1.具有鑰匙開關、自鎖開關、旋鈕開關、自復位開關等多種開關器件，開關數量不少于12個；

2.配置信號采集模塊，支持RS232串口傳輸。 1套

7 操作臺 鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；設有帶鎖抽屜，用于完成相關設備存放及實驗操作 1臺

8 軟件開發要求 程序主體基于標準C++、C#語言，采用vs開發環境，部分模塊可基于其他語言實現。要求軟件說明完善，注釋完整，經過完整測試。

系統配備必要實驗指導書，提供軟件及必要開發環境，相關源代碼支持二次開發。

7.4.5  RT節點執行機構技術參數

RT1節點負責管理3種子系統：電池監控系統、模擬伺服電機系統、執行機構（執行電機系統）

1、電池監控系統的性能指標

1)功能特點

?每個電池巡檢單元最多可檢測24節單體電池電壓；

?每個電池巡檢單元可檢測1路電池溫度信號；

?每個電池巡檢單元可檢測1路電流信號；

?4位BCD地址編碼；

?4位BCD電流傳感器編碼選擇；

?通過RS485總線將檢測到的單體電池信息傳送到蓄電池巡檢儀主機；

?通信協議：Modbus

2)主要技術參數

?電源電壓：DC80~320V/AC90～260V

?輸入功率：≤3W

?電池單體電壓監測：24節

?單體電壓測量范圍：0.5V~15V

?單體電壓測量精度：≤±0.3%

?通訊端口：RS485

?外型尺寸（長X寬X深）：230X95X35mm

?重量：≤1Kg

?工作環境溫度：－15℃～55℃

2、模擬伺服電機系統的性能指標

模擬伺服電機選用的是磁編碼雙軸串型舵機。

1）功能特點

?可設定速度和加速度值，運行效果更佳柔和

?高精度磁編碼器，采用12位高精度磁編碼角度傳感器，相對電位器，角度擴大到360度，分辨率提升4倍，絕對位置值4096位精度，最高位解析0.088度。

?參數反饋和保護：具備角度、溫度、電壓、電流負載的數據反饋與保護。實時捕捉360度任意角度位置，配有報警燈指示功能。

?4種工作模式：位置模式、速度閉環模式、速度開環模式、以及步進模式。

?多圈大角度精準控制：最高精度下可以正負7圈絕對位置控制與反饋，擴大分辨率數值，可實現上百圈的轉動。

2）主要技術參數

?供電電壓：5-8.4V

?電子分辨率：不低于0.088度

?轉動角度：360度

?存儲功能：掉電可存儲參數配置

?角度傳感器：精度不低于12位磁編碼傳感器

?舵盤類型：金屬主副舵盤

?參數反饋：位置、溫度、速度、電壓、電流

?工作環境溫度：－15℃～55℃

3、執行電機系統的性能指標

本節點執行電機采用的42步進電機。

1）功能特點

?可設定速度和加速度值

?高精度磁編碼器，采用不低于12位高精度磁編碼角度傳感器

?參數反饋和保護：具備角度、溫度、電壓、電流負載的數據反饋與保護。實時捕捉360度任意角度位置，配有報警燈指示功能。

?4種工作模式：位置模式、速度閉環模式、速度開環模式、以及步進模式。

2）技術參數

?工作電壓：12V-40V

?峰值電流：4.5A實際電流可調

?勵磁方式：整步、半步、4細分、8細分、16細分、32細分、64細分、128細分、256細分

?最大輸出脈沖頻率：192KHz

?絕緣電阻：常溫常壓下〉100M歐母

?絕緣強度：常溫常壓下0.5KV，1分鐘。

4、儀器儀表系統

儀器儀表系統采用的是一款高精度溫度變送器。

1）主要技術參數

?系統傳輸準確度：±0.2%×F·S

?至少6路PT100熱電阻溫度隔離采集變送器。

?工作環境溫度：0~60℃

?供電電源：直流：DC24V±10% V；或者定制12VDC

?外形尺寸：35mm標準導軌，73mm寬*125mm高*43mm深（可適當調整）

?熱電阻：Pt100，標配Pt1000

?其它輸入、熱電偶：K、E、S、B、J、R、N、T

5、數據采集與處理系統

數據采集與處理系統采用雙通道高速AD模塊 AD9226 并行12位AD 65M 數據采集。

1）功能特點

本模塊雙路高速AD具備12位高速A/D轉換器最大采樣速率為65MSPS。

2）主要技術參數

?模塊功能：雙路相互獨立的12位高速ADC模塊。

?最大采用速率：65MSPS。

?模擬信號輸入幅度：±5V（即10Vpp輸入）。

?模擬信號帶寬：-3dB帶寬為350MHz。

?數字接口電平：3.3V。

?模擬信號輸入接口：SMA接口。

6、陀螺儀系統

陀螺儀系統采用六軸模塊，采用先進的數字濾波技術，能有效降低測量噪聲，提高測量精度。模塊內部集成姿態解算器，配合動態卡爾曼濾波算法，能夠在動態環境下準確輸出模塊的當前姿態，姿態測量精度0.05度，具備較高穩定性。

1）功能特點

此六軸模塊要求采用高精度的陀螺加速度計，測量數據然后通過串口輸出，同時精心布局PCB和工藝保證干擾最小，測量的精度最高。

2）主要技術參數

?電壓：3.3V~5V

?電流：<10mA

?體積：51mm X 36mm X 15mm（長寬高各自可負偏離5%以內）

?測量維度：加速度：3維，角速度：3維，角度：3維

?量程：加速度:±16g，角速度：±2000deg/s，角度X Z軸±180°Y軸±90°。

?分辨率：加速度不低于0.0005g，角速度不低于0.61°/s。

?測量精度：靜態不低于0.05°，動態不低于0.1°。

?數據輸出內容：時間、加速度、角速度、角度。

?數據輸出頻率：100HZ（波特率115200）/20HZ（波特率9600）。

?波特率：9600kps、115200kps（默認）。

?數據接口：串口（TTL/232電平）可選。