一种伺服电机控制系统的制作方法_2

文档序号:10318172阅读:来源:国知局
式实时系统接口方便,有利于联网与远程服务器连接,实现伺服电机控制系统的远程监控、更新参数、升级算法、系统维护等;同时,该伺服电机控制系统性能升级方便,不需要重要采购系统,节约开支。
【附图说明】
[0027]下面将以明确易懂的方式,结合【附图说明】优选实施方式,对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0028]图1为本实用新型中伺服电机控制系统第一种实施方式结构示意图;
[0029]图2为本实用新型中伺服电机控制系统第二种实施方式结构示意图;
[0030]图3为本实用新型中伺服电机控制系统第三种实施方式结构示意图;
[0031]图4为本实用新型中伺服电机控制系统第四种实施方式结构示意图。
[0032]附图标号说明:
[0033]1-计算机,2-驱动硬件电路,3-伺服电机,4-从站模块,5-驱动硬件放大电路,6-电流传感器,7-电压传感器,8-编码器,9-模数转换模块;
【具体实施方式】
[0034]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0035]如图1所示为本实用新型提供的伺服电机控制系统的第一种实施方式结构示意图,从图中可以看出,在该伺服电机控制系统中包括:内置实时系统用于控制驱动硬件电路2的计算机1、至少一路用于驱动伺服电机3运转的驱动硬件电路2(如图所示的驱动硬件电路1、驱动硬件电路2、……)以及至少一台伺服电机3(如图所示的伺服电机1、伺服电机
2、……),其中,每路驱动硬件电路2分别与计算机I通过总线拓扑的方式进行连接,驱动硬件电路2和伺服电机3—一对应设置。要说明的是,这里说的驱动硬件电路2实际上就是现有的伺服驱动器中的驱动硬件电路2,从以上的描述中可以看出,在本实用新型中,伺服驱动器中只包括驱动硬件电路2不包括伺服算法(即上述驱动硬件电路2作为系统中的伺服驱动器),而是将每路驱动硬件电路2对应的伺服算法内置在上述的计算机I中(每路驱动硬件电路2对应一个伺服算法),进而通过计算机I的中央处理器进行集中控制。这样,在工作过程中,计算机I根据获取的伺服电机3中的各种参数和对应的伺服算法,通过驱动硬件电路2控制伺服电机3运转。进一步来说,上述的计算机I中需要内嵌实时系统(具体上述伺服算法在实时系统的计算机I中的软件驱动层,伺服电机3的控制代码在实时系统的计算机I中的软件应用层);由当前常用的windows/Linux系统为非实时系统,如果要想要使用内嵌windows/Linux系统的计算机实现本实用新型的目的,则需要安装实时系统补丁。在具体实施例中,上述伺服电机3可以为三相交流永磁同步电机。
[0036]另外,要说明的是,在本实施方式中,计算机作为协议主站,驱动硬件电路作为协议从站,且协议主站和协议从站之间采用首尾相连、一网到底的拓扑结构的方式进行连接。具体来说,每路驱动硬件电路(从站)、计算机(主站)中分别包括两个网口:RJ45_IN和RJ45_OUT ο在连接的过程中,计算机中的RJ45_0UT连接一路驱动硬件电路的RJ45_IN,然后该路驱动硬件电路的RJ45_0UT连接另一路驱动硬件电路的RJ45_IN,接着该另一路驱动硬件电路的RJ45_0UT与再一路驱动硬件电路的RJ45_IN连接,依次类推,采用这种网络拓扑结构联接。最后一路驱动硬件电路的RJ45_0UT可以连回计算机的(主站)RJ45_IN,也可以不连。即,在本实施方式中,计算机(主站)到现场驱动硬件电路最少只要一个网线就可以完成连接。
[0037]对上述第一种实施方式进行改进得到第二种实施方式,如图2所示,从图中可以看出,基于第一种实施方式提供的伺服电机控制系统,在本实施例中,伺服电机控制系统中除了包括上述的计算机1、驱动硬件电路2以及对应的伺服电机3之外,还包括一用于实现计算机I和每路驱动硬件电路2之间通信的从站模块4,且从站模块4与计算机I拓扑连接。
[0038]为了能够使本实用新型中内嵌实时系统的计算机I能够快速响应实现对多路驱动硬件电路2的控制,计算机I和驱动硬件电路2之间通过高速同步通信协议(同步周期至少在1KHz以上)来实现通信。目前市面上出现的EtherCAT总线协议可以满足此要求。故,我们在从站模块4嵌入EtherCAT协议的知识产权核(IP核),这样,计算机I和驱动硬件电路2之间通过该从站模块4采用EtherCAT协议工业以太网连接。这样,在工作过程中,计算机I根据获取的伺服电机3中的各种参数和对应的伺服算法生成占空比指令,并通过EtherCAT协议将占空比指令发送至驱动硬件电路2进而控制伺服电机3运转。
[0039]对上述实施方式进行改进,得到第三种实施方式,如图3所示,驱动硬件电路2中包括一用于采样伺服电机中电流信号和电压信号及接收计算机发送的占空比指令并将其进行放大的驱动硬件放大电路5,驱动硬件放大电路5分别与伺服电机3和从站模块4连接。更具体来说,在该驱动硬件放大电路5中包括用于采样伺服电机3电流信号的电流传感器6和用于采样伺服电机3电压信号的电压传感器7。另外,在伺服电机控制系统中还包括用于采样伺服电机3的电机位置信号(伺服电机3转动的位置)的编码器8,且编码器8安装在伺服电机3上,且编码器8的输出端与从站模块4连接。这样,在工作过程中,通过电流传感器6、电压传感器7以及编码器8分别获取计算机I中运算需要用到的参数(电流信号、电压信号以及电机位置信号),进而计算机I根据得到的参数使用对应的伺服算法生成占空比指令,并通过EtherCAT协议将占空比指令发送至驱动硬件电路2,驱动硬件电路2对接收到的占空比指令进行放大通过U/V/W三根功率线发送至伺服电机3控制其进行运转。
[0040]对上述第三种实施方式进行改进,得到第四种实施方式,如图4所示,在本实施方式中,伺服电机控制系统中除了包括上述的计算机1、驱动硬件电路2、伺服电机3、从站模块
4、电流传感器6、电压传感器7以及编码器8,还包括用于将电流信号和电压信号转换成相应数字信号(包括电流数字信号和电压数字信号)的模数转换模块9,模数转换模块9的输入端分别与电流传感器6和电压传感器7连接、输出端与从站模块4连接。我们知道,电流传感器6和电压传感器7获取的电流信号和电压信号都为模拟量,而计算机I中需要数字量,因而我们在系统中添加相应的模数转换模块9实现上述目的。
[0041]基于上述描述,为了实现电流传感器6、电压传感器7、编码器8、计算机I与从站模块4之间的通信,在从站模块4上设有用于传输模数转换模块9发送的数字信号的信号采样接口(包括上述电流数字信号和电压数字信号)、用于传输编码器8发送的电机位置信号的编码器数字接口以及用于传输计算机I发送的用于控制驱动硬件电路2的占空比指令的脉宽调制PffM接口;从站模块4通过信号采样接口与模数转换模块9连接、通过电机位置反馈信息接口与编码器8连接以及通过脉宽调制PffM接口与驱动硬件放大电路5连接。
[0042]更进一步来说,从站模块4上还包括故障信号接口,从站模块4通过故障信号接口与驱动硬件放大电路5中的故障输出接口连接。这样,当伺服电机
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1