一种微电脑精确定位控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微电脑精确定位控制系统，尤其涉及应用于高精、高速、全数字交流伺服驱动装置中与集成电路板的微电脑精确定位控制系统。
【背景技术】
[0002]数字交流伺服系统在许多高科技领域上都得到了广泛的应用，如数控机床、机器人、包装设备、雷达、军用武器随动系统、航空航天以及变频器等众多领域中。随着各个领域的飞速发展，对伺服系统的要求也日益严格，不同的应用环境对伺服系统的性能要求也不尽相同。尤其在精密数控机床、机器人及雷达等系统中，对伺服系统又提出了许多特殊的要求:高速、高精度、高可靠性和较强的抗干扰能力。全数字控制因其自身高可靠性已成为伺服控制的发展方向。高性能微处理器和功率电子器件的发展为伺服控制的全数字化实现提供了条件。基于全数字化的位置伺服系统要解决的关键问题是:(I)高性能驱动系统的实现；(2)调节器的设计，通过设计出合适的位置调节器，实现对永磁同步电机进行精确定位，使定位精度，定位速度，位置响应等指标都能满足伺服控制的要求。
[0003]目前，现有的交流永磁同步伺服电机和编码器在交流伺服装置中得到了广泛的应用。在对电机的控制过程中，不仅需要确定电机转子磁极初始位置，还要确定电机运行时转子旋转角度和旋转方向。为了得到这些信息，可以将编码器嵌入到电机上，和电机同步运转，从而获得电机转子角度和方向的信息。集成电路板却具有以下特点:1、可以直接读出角度坐标的绝对值；2、无累积误差；3、电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有16位、32位等多种。因而它可应用于许多高精度、高速度的运动控制场合。应用集成电路板需要解决的关键问题就是通讯和解码。目前都是采用编码器生产厂家提供的专用芯片来实现的，将大大增加成本，同时电路也较复杂。
[0004]因此，需要发明一种新的微电脑精确定位控制系统解决上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述之缺陷，提供一种新的方便、安全、可靠、成本低的微电脑精确定位控制系统，并成功应用于全数字交流伺服驱动装置中。
[0006]本发明为了实现上述技术目的，采用如下技术手段:
一种微电脑精确定位控制系统，用于对交流伺服电机进行数据采集及处理，再将处理后的数据经由驱动电路输出到所述交流伺服电机，该装置连接于交流伺服电机与驱动电路之间，所述微电脑精确定位控制系统包括与所述交流伺服电机连接并用于采集交流伺服电机转子角度和方向信息的集成电路板、与所述集成电路板连接并用于处理其所输出的采集数据的中央处理单元、与所述中央处理单元及驱动电路分别连接、且用于处理所述中央处理单元输出的差分数据及将处理后的数据再输出至驱动电路的处理器。
[0007]所述处理器包括数字信号处理单元以及连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的时间控制电路模块，所述时间控制电路模块用于完成处理器与集成电路板串行通讯的时序控制。
[0008]所述处理器还包括连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的解码器，所述解码器用于实现所述交流伺服电机控制算法以及集成电路板数据读、写、指令发送和数据解码。
[0009]所述处理器还包括连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的信息交换器，所述信息交换器用于实现所述微电脑精确定位控制系统的通讯时基控制。
[0010]所述处理器还包括连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的数据接收装置，所述数据接收装置用于接收由所述集成电路板传输来的数据。
[0011]所述集成电路板包括有差分电路模块，与所述中央处理单元相互对称连接。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:处理器通过中央处理单元直接和集成电路板通讯，中间不需要专用通讯、解码芯片，大大节约成本；在处理器中设置多个功能模块，充分开发利用其潜力；利用处理器的串行通讯口后，能提供更安全、可靠的通讯功能，有利于系统稳定工作。
[0013]
【附图说明】
[0014]图1是本发明所揭示微电脑精确定位控制系统的整体结构方框示意图；
图2是本发明集成电路板内部差分电路模块与中央处理单元连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图和实施例进一步详细说明本发明所揭示的微电脑精确定位控制系统。
[0016]图1揭示了本发明一个实施例中微电脑精确定位控制系统的整体结构，其包括电动机1、集成电路板2、中央处理单元3、处理器4、驱动放大电路5;集成电路板2嵌入电动机I中，和电动机I同步运转，从而获得电动机I转子角度和方向的信息；中央处理单元3连接在电动机I和处理器4之间，处理器4通过中央处理单元3直接和集成电路板通讯，中间不需要专用通讯、解码芯片。
[0017]图2揭示了本发明一个实施例中集成电路板内部差分电路模块与中央处理单元连接关系，图中ADM485:差分信号放大器，SDAT:串行数据，SRQ:请求发送命令信号，DE:控制ADM485数据传输方向信号，SCIRXD =DSP接收数据端口，SCITXD =DSP发送命令端口。图中最左部为集成电路板2的内部差分电路模块21;差分电路模块21和中央处理单元3各包括一片半双工的串行数据传输方式的RS-485接口芯片ADM485，ADM485的SDAT是数据输出引脚，SRQ是数据输入引脚，DE是外部控制引脚，该脚受处理器4控制，当DE为高电平时，SDAT输出数据，当DE为低电平时，数据从SRQ输入；集成电路板2的内部差分电路模块21中的DE受集成电路板2内部的控制芯片所控制。
[0018]本发明采用的技术原理如下:处理器4与集成电路板2的串行通讯及解码方法的软件架构采用前后工作模式、半双工的串行数据传输方式和RS-485接口标准。整个通讯和解码工作是由四个功能模块完成的。时间控制电路模块负责控制差分电路模块芯片的DE信号，当其为高电平时，集成电路板可以接收外部指令；而当为低电平时，集成电路板可以向外部发送数据。定时器I下溢中断服务程序是用来实现电机控制算法以及编码器读、写指令发送和数据解码等工作。数据接收工作则在串口数据接收中断服务程序完成，为电机控制提供准确、稳定的参数信息。
[0019]上述按串口通讯数据格式，当其接受到一个字符时(包括I个起始位、8个数据位、I个停止位)便引发一次接受中断，并置位相应的中断标志位，当中断使能时，便进入相应的中断服务程序。在定时器I下溢中断程序里周期性的读、写集成电路板，能完全保证DSP接收数据的完整性。CPU定时器2周期中断服务程序则是用来作为通讯时基控制。DSP串行口数据接收中断服务程序主要负责接收编码器传来的数据。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:处理器通过中央处理单元直接和集成电路板通讯，中间不需要专用通讯、解码芯片，大大节约成本；在处理器中设置多个功能模块，充分开发利用其潜力；利用处理器的串行通讯口后，能提供更安全、可靠的通讯功能，有利于系统稳定工作。
[0021]以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种微电脑精确定位控制系统，其特征在于，所述微电脑精确定位控制系统包括与所述交流伺服电机连接并用于采集交流伺服电机转子角度和方向信息的集成电路板、与所述集成电路板连接并用于处理其所输出的采集数据的中央处理单元、与所述中央处理单元及驱动电路分别连接、且用于处理所述中央处理单元输出的差分数据及将处理后的数据再输出至驱动电路的处理器；所述处理器包括数字信号处理单元以及连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的时间控制电路模块，所述时间控制电路模块用于完成处理器与集成电路板串行通讯的时序控制。2.根据权利要求2所述的微电脑精确定位控制系统，其特征在于，所述处理器还包括连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的解码器，所述解码器用于实现所述交流伺服电机控制算法以及集成电路板数据读、写及数据解码。3.根据权利要求2所述的微电脑精确定位控制系统，其特征在于，所述处理器还包括连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的信息交换器，所述信息交换器用于实现所述微电脑精确定位控制系统的信息交换时间控制。4.根据权利要求3所述的微电脑精确定位控制系统，其特征在于，所述处理器还包括连接在所述中央处理单元与数字信号处理单元之间的数据接收装置，所述数据接收装置用于接收由所述集成电路板传输来的数据。5.根据权利要求1所述的微电脑精确定位控制系统，其特征在于，所述集成电路板包括有差分电路模块，与所述中央处理单元相互对称连接。
【专利摘要】本发明一种微电脑精确定位控制系统，其包括集成电路板、中央处理单元、处理器，所述处理器用于处理所述中央处理单元输出的差分数据，处理后的数据再输出至驱动电路。本发明中处理器通过中央处理单元直接和集成电路板通讯，中间不需要专用通讯、解码芯片，大大节约成本；利用处理器的串行通讯口后，能提供更安全、可靠的通讯功能，有利于系统稳定工作。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105573184
【申请号】CN201410550786
【发明人】李明
【申请人】李明
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月16日