本公开涉及驱动控制，尤其涉及一种航天电机驱动装置及其驱动器控制系统和控制方法。
背景技术：
1、随着航空航天科技的飞速发展，人类对宇宙空间的探索欲望日益增强。从地球轨道的卫星到深空探测的航天器，每一次的太空之旅都伴随着对未知世界的无尽好奇与探索。在这个过程中，驱动装置作为航天器上不可或缺的组成部分，扮演着至关重要的角色。驱动装置通过精确控制电机、雷达、望远镜或其他科学仪器的转动速度和运转角度，实现了对目标区域的精确观测和数据分析。
2、为了满足空间探索中对方向、姿态准确控制的高要求，航天电机驱动装置中的驱动器的作用愈发凸显。它不仅是电机驱动装置的大脑，更是实现高精度、高效率运动控制的关键。在工业自动化、医疗设备、航空航天等多个领域，驱动器的应用日益广泛，其性能的好坏直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。
3、然而，传统的电机驱动装置驱动器设计在主控处理器的选择上往往倾向于成本较低的单片机等方案。尽管这些方案在一定程度上满足了基本的功能需求，但在处理速度、功耗、体积和可靠性等方面却存在明显的不足。在航天领域，高可靠性、高精度、高效率、低功耗是对驱动控制器的基本要求。传统的单片机处理器由于处理速度有限，难以满足快速响应和复杂控制算法的需求；同时，可靠性较低，也限制了其在航天器上的应用。
4、因此，如何提高航天电机驱动装置的可靠性，成为现阶段亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本公开提供了一种航天电机驱动装置及其驱动器控制系统和控制方法。
2、本公开提供了一种航天电机驱动装置，包括驱动器和永磁同步电机，所述驱动器与所述永磁同步电机连接，所述驱动器用于驱动所述永磁同步电机；
3、所述驱动器包括主控板、驱动板和电源板；
4、所述主控板与所述驱动板和所述电源板连接，所述主控板包括fpga芯片、串口电路、刷新电路和直流电源转换器，所述fpga芯片与所述串口电路、所述刷新电路和所述直流电源转换器连接；
5、所述驱动板还与所述电源板连接，所述驱动板包括驱动器主模块、驱动器备模块和主备切换继电器，所述驱动器主模块与所述主控板、所述电源板以及所述主备切换继电器连接，所述驱动器备模块与所述主控板、所述电源板以及所述主备切换继电器连接；
6、所述驱动器主模块和所述驱动器备模块结构相同，均包括电源及软启动电路、驱动电路、电流采集电路、ad采集电路、差分传输电路、隔离电路和继电器切换电路；
7、所述电源及软启动电路与所述驱动电路连接，所述驱动电路还与所述隔离电路、所述差分传输电路以及所述电流采集电路连接，所述电流采集电路还与所述ad采集电路以及所述主备切换继电器连接，所述ad采集电路还与所述差分传输电路以及所述主备切换继电器连接，所述继电器切换电路与所述隔离电路以及所述主备切换继电器连接。
8、可选地，其中：
9、所述刷新电路包括刷新芯片和flash芯片，所述刷新芯片分别与所述fpga芯片和flash芯片连接。
10、可选地，其中：
11、所述电源板包括软启动电路和直流电源转换器，所述软启动电路与所述直流电源转换器连接。
12、可选地，其中：
13、所述fpga芯片为宇航级fpga芯片。
14、基于同一发明构思，本公开还一种航天电机驱动装置的驱动器控制系统，包括：
15、串口通信模块、工作模式分发模块、继电器切换模块、编码器控制模块、ad采集模块、foc控制模块、驱动芯片控制模块、报警控制模块和刷新模块；
16、所述串口通信模块用于接收控制信息；还用于周期性反馈实际运行信息；
17、所述工作模式分发模块用于根据所述控制信息设置工作模式；还用于根据所述控制信息进行永磁同步电机的编码器切换；其中，所述工作模式包括匀速模式、定点模式和变速模式；
18、所述继电器切换模块用于切换继电器；
19、所述编码器控制模块用于向所述编码器发送时钟；还用于接收所述编码器的反馈信息；
20、所述ad采集模块用于三相电流采集、供电电压遥测采集、主备份切换继电器状态采集；还用于向所述foc控制模块发送电流平均值；
21、所述驱动芯片控制模块用于生成驱动芯片控制信号；还用于接收驱动芯片报警信号；
22、所述报警控制模块用于监测实际电流、实际速度和实际加速度；还用于接收所述编码器控制模块发出的编码器报警信息和所述驱动芯片控制模块的发出的驱动芯片报警信息，并生成报警码；
23、所述刷新模块用于刷新或重构所述航天电机驱动装置的驱动器控制系统；
24、所述foc控制模块用于对电流环、速度环和位置环采用foc算法控制。
25、可选地，其中：
26、所述航天电机驱动装置的驱动器控制系统采用三模冗余设计。
27、可选地，其中：
28、所述foc控制模块对所述电流环采用pi调节，对所述速度环采用pid调节，对所述位置环采用pid调节。
29、可选地，其中：
30、所述控制信息包括工作模式设置、目标速度、目标位置、pid控制参数、电流采集通道和编码器加断电信息；
31、所述实际运行信息包括实际速度、实际位置、目标速度、目标位置、pid控制参数、实时电压电流数据、继电器状态信息、编码器加电状态和报警信息；
32、所述反馈信息包括角度位置信息、编码器报警信息和校验值。
33、基于同一发明构思，本公开还一种航天电机驱动装置的驱动器控制方法，包括：
34、永磁同步电机上电初始化；
35、所述永磁同步电机接收所述驱动器发出的控制信息；
36、所述驱动器采集三相电流信号；
37、所述永磁同步电机执行编码器加电；
38、所述编码器发送反馈信息且无报警信号后，根据pid控制参数调节电流环、速度环和位置环；
39、选择工作模式，当工作模式为匀速模式时，电流环和速度环工作；当工作模式为定点模式时，电流环、速度环和位置环工作；当工作模式为变速模式时，电流环和速度环工作，并设置变速扫描运动规划查找表，所述变速扫描运动规划查找表用于在特定时间内完成一个转动周期的规划速度曲线和实际速度曲线，并循环往复扫描观测。
40、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
41、本公开提供了一种航天电机驱动装置及其驱动器控制系统和控制方法，其中，航天电机驱动装置包括驱动器和永磁同步电机，驱动器与永磁同步电机连接，驱动器用于驱动永磁同步电机；驱动器包括主控板、驱动板和电源板；主控板与驱动板和电源板连接，主控板包括fpga芯片、串口电路、刷新电路和直流电源转换器；驱动板包括驱动器主模块、驱动器备模块和主备切换继电器；驱动器主模块和驱动器备模块结构相同，均包括电源及软启动电路、驱动电路、电流采集电路、ad采集电路、差分传输电路、隔离电路和继电器切换电路。本公开采用fpga芯片实现对永磁同步电机的控制，有利于提升航天电机驱动装置的处理速度和运算能力，从而有利于满足复杂控制算法的需求，进而有利于改善在航天中控制电机运动和处理其他工作任务的同步并发问题；同时，fpga芯片的低功耗特性也有利于降低航天电机驱动装置的整体能耗，从而有利于延长航天电机驱动装置的使用寿命；此外，fpga芯片的可靠性较高，有利于应用在航天扫描装置这种空间有限、环境恶劣的场景中，从而有利于提升航天扫描装置的高可靠性；通过设置刷新电路，有利于对fpga芯片进行在线重构、重载和刷新操作，从而有利于提高驱动器的可靠性和配置灵活性；还通过设置两个完全一致的驱动模块并形成交叉互备关系，更加有利于提高航天电机驱动装置的可靠性。
1.一种航天电机驱动装置，其特征在于，包括驱动器和永磁同步电机，所述驱动器与所述永磁同步电机连接，所述驱动器用于驱动所述永磁同步电机；
2.根据权利要求1所述的航天电机驱动装置，其特征在于，所述刷新电路包括刷新芯片和flash芯片，所述刷新芯片分别与所述fpga芯片和flash芯片连接。
3.根据权利要求1所述的航天电机驱动装置，其特征在于，所述电源板包括软启动电路和直流电源转换器，所述软启动电路与所述直流电源转换器连接。
4.根据权利要求1所述的航天电机驱动装置，其特征在于，所述fpga芯片为宇航级fpga芯片。
5.一种航天电机驱动装置的驱动器控制系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的航天电机驱动装置的驱动器控制系统，其特征在于，所述航天电机驱动装置的驱动器控制系统采用三模冗余设计。
7.根据权利要求5所述的航天电机驱动装置的驱动器控制系统，其特征在于，所述foc控制模块对所述电流环采用pi调节，对所述速度环采用pid调节，对所述位置环采用pid调节。
8.根据权利要求5所述的航天电机驱动装置的驱动器控制系统，其特征在于，所述控制信息包括工作模式设置、目标速度、目标位置、pid控制参数、电流采集通道和编码器加断电信息；
9.一种航天电机驱动装置的驱动器控制方法，其特征在于，包括：
