基于dsp的直流伺服电机控制系统的制作方法

文档序号:10058003阅读:1348来源:国知局
基于dsp的直流伺服电机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于DSP的直流伺服电机控制系统。
【背景技术】
[0002]自动控制系统中需要对控制对象的位置、速度、力矩等参数进行比较精确的控制,并且需要较高的可靠性(特别是医疗机器人等领域)。直流电机调速系统由于其具有调速平滑、易于控制的特点,被广泛地应用于数控机床、工业机器人等对控制要求较高的自动化设备以及生产部门中。而据相关研究资料表明,现如今虽然我国本土伺服企业近年来得到了较快的发展,国外品牌占据的伺服市场份额仍然高达80%。日本品牌以其在性价比和可靠性上的优势几乎垄断了中小型市场,欧美的产品则在高端产品和生产线上保持较强竞争力。
[0003]因此设计一种高性能、高可靠性的直流伺服电机控制系统具有较好的应用前景和实际意义。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种基于DSP的直流伺服电机控制系统,通过简单的电路构造,使直流伺服电机运行在较高的精度。
[0005]为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种基于DSP的直流伺服电机控制系统,包括:上位机、电机驱动单元、信号反馈单元,以及与所述上位机相连的DSP控制单元;其中所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连,以控制直流伺服电机转速和转动位置;所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元;以及所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。
[0006]进一步,所述上位机适于通过RS485与DSP控制单元数据通讯。
[0007]进一步,所述DSP控制单元包括:DSP模块,与该DSP模块的信号采集端相连的正交编码脉冲电路模块,所述DSP模块的输出端与PWM模块的输入端相连,所述PWM模块的输出端与电机驱动单元的输入端相连;所述信号反馈单元包括:光电编码器,所述光电编码器采集电机转速和转动位置数据,并将上述数据通过正交编码脉冲电路模块反馈至DSP模块。
[0008]进一步,所述电机驱动单元包括:与所述PWM模块的输出端相连的逻辑模块,所述逻辑模块适于输出用于控制电机运转的占空比信号;所述逻辑模块的相应输出端分别与左、右半桥驱动器相连,所述左、右半桥驱动器的相应控制端分别与Η桥驱动电路相连,即左、右半桥驱动器分别驱动所述Η桥驱动电路中左、右半桥电路。
[0009]本实用新型的有益效果是,本基于DSP的直流伺服电机控制系统,采用DSP控制单元作为伺服直流电机转动的控制电流,实时通过信号反馈单元获得电机转动的位置、转数数据,使电机可以在速度模式与位置模式两种模式下高精度稳定地运行,能高性能、高可靠性的实现对电机的控制,具有较好的应用前景和实际意义。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0011]图1是本实用新型的基于DSP的直流伺服电机控制系统的原理框图;
[0012]图2是本实用新型的DSP控制单元的原理框图;
[0013]图3是本实用新型的逻辑模块的电路原理图;
[0014]图4是本实用新型的左半桥驱动器的电路原理图;
[0015]图5是本实用新型的右半桥驱动器的电路原理图;
[0016]图6是本实用新型的Η桥驱动电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0018]如图1所示,本实用新型的一种基于DSP的直流伺服电机控制系统,包括:上位机、电机驱动单元、信号反馈单元,以及与所述上位机相连的DSP控制单元;其中所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连,以控制直流伺服电机转速和转动位置;所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元;以及所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。
[0019]通过所述存储单元还解决了 DSP所设置的驱动器、电机参数掉电丢失的技术问题。
[0020]具体的,所述上位机可以为一 PC端,用于向DSP控制单元发送指令从而调整驱动器的参数或控制电机运行。所述存储单元例如但不限于采用FM24CL32存储芯片。
[0021]如图2所示,进一步,所述DSP控制单元包括:DSP模块,与该DSP模块的信号采集端相连的正交编码脉冲电路模块,所述DSP模块的输出端与PWM模块的输入端相连,所述PWM模块的输出端与电机驱动单元的输入端相连;所述信号反馈单元包括:光电编码器,所述光电编码器采集电机转速和转动位置数据,并将上述数据通过正交编码脉冲电路模块(QEP模块)反馈至DSP模块。
[0022]其中,所述DSP模块例如但不限于采用TMS320LF2407A芯片,所述DSP模块通过JATG接口以及相应的跳线接口可以实现调试与仿真不通过内部FLASH烧写,而将程序载入外存储器调试,从而使得程序的编写、调试便捷快速,缩短开发周期。所述DSP模块还预留了 CAN总线通讯电路以便驱动器通过CAN总线进行通信。
[0023]如图3至图6所示,进一步,所述电机驱动单元包括:与所述PWM模块的输出端相连的逻辑模块,所述逻辑模块适于输出用于控制电机运转的占空比信号;所述逻辑模块的相应输出端分别与左、右半桥驱动器相连,所述左、右半桥驱动器的相应控制端分别与Η桥驱动电路相连,即左、右半桥驱动器分别驱动所述Η桥驱动电路中左、右半桥电路。
[0024]其中,所述逻辑模块例如但不限于采用逻辑芯片MC14011(图3中U15所表示的14011即为MC14011);半桥驱动器采用IR2184S,并由采用4个功率开关M0SFET管LR7843构建Η桥驱动电路,并且一个半桥驱动器驱动两个功率开关M0SFET管。
[0025]所述电机驱动单元的控制逻辑由逻辑芯片MC14011产生。半桥驱动器的SD引脚始终为高电平,输入IN为高电平时,输出H0为高电平,输出L0为低电平,相应的上桥臂导通,下桥臂关断;IN为低电平时,H0为低电平,L0为高电平,上桥臂关断,上桥臂导通;驱动器的输入信号AL、AR来自逻辑芯片MC14011。DSP经过运算后,可以通过逻辑芯片MC14011的三个输入控制信号ENA1、ENA2、以及占空比信号PA控制电机以特定的要求进行运转,完成相应的动作。
[0026]优选的,所述上位机适于通过RS485与DSP控制单元数据通讯,具体的,所述DSP模块通过SCI模块与MAX485模块相连。
[0027]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种基于DSP的直流伺服电机控制系统,其特征在于,包括:上位机、电机驱动单元、信号反馈单元,以及与所述上位机相连的DSP控制单元;其中 所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连,以控制直流伺服电机转速和转动位置;所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元;以及 所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。2.根据权利要求1所述的直流伺服电机控制系统,其特征在于,所述上位机适于通过RS485与DSP控制单元数据通讯。3.根据权利要求2所述的直流伺服电机控制系统,其特征在于, 所述DSP控制单元包括:DSP模块,与该DSP模块的信号采集端相连的正交编码脉冲电路模块,所述DSP模块的输出端与PWM模块的输入端相连,所述PWM模块的输出端与电机驱动单元的输入端相连; 所述信号反馈单元包括:光电编码器,所述光电编码器采集电机转速和转动位置数据,并将上述数据通过正交编码脉冲电路模块反馈至DSP模块。4.根据权利要求3所述的直流伺服电机控制系统,其特征在于,所述电机驱动单元包括:与所述PWM模块的输出端相连的逻辑模块,所述逻辑模块适于输出用于控制电机运转的占空比信号; 所述逻辑模块的相应输出端分别与左、右半桥驱动器相连,所述左、右半桥驱动器的相应控制端分别与Η桥驱动电路相连,即左、右半桥驱动器分别驱动所述Η桥驱动电路中左、右半桥电路。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于DSP的直流伺服电机控制系统,包括:上位机、电机驱动单元、信号反馈单元,以及与所述上位机相连的DSP控制单元;其中所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连,以控制直流伺服电机转速和转动位置;所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元;以及所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。
【IPC分类】H02P6/16, H02P6/06
【公开号】CN204967679
【申请号】CN201520794158
【发明人】姚克明, 王银, 胡海燕, 张红琴, 朱雷
【申请人】江苏理工学院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月14日
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