一种数据通信方法及其用于双余度电机测控的方法及系统与流程

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种数据通信方法及其用于双余度电机测控的方法及系统。

背景技术

伺服系统在航空航天领域中的应用颇为广泛，伺服系统在运行过程中出现故障的情况是不可避免的，其在航空航天应用中出现故障后带来的损失也是不可估量的，为了增强系统应对故障的适应能力，通常采用余度控制技术，当系统的某一部分出现故障时能够保障整个系统的可靠运行，同时可以满足一定的性能要求，但余度间强耦合特征尤其是余度间负荷状态差异将导致伺服系统的协调控制难度增大，为了合理有效地实现双余度电机之间的协调控制，实时监测到伺服系统的各种状态，采集电机的转速、母线电压、三相电流、温度和转子位置等参数，人们想到采用dsp数字处理器进行数据采集，并在上位机上采用labview进行数据直观显示的方法，但是，现有技术中还缺少一种电路结构简单，能够实时采集双余度伺服电机的母线电压、三相电流、温度和转子位置等参数的数据采集电路；而且，基于labview和dsp传统的通信方案在通信数据量大、通信时间极短的情况下，容易丢失数据，在解析数据帧过程中程序复杂且耗时较多，很难满足实时监测系统的需求；随着程序长时间运行，缓冲区数据量增大导致程序运行速度降低，甚至出现卡顿；现有技术中还缺乏有效的解决方案。

在labview中，使用基本的visa通信“串口初始化—读写串口—关闭串口”，就可以实现串行通信数据的收发处理，2017年4月张素萍在期刊《电子器件》上发表“基于dsp和labview的串行通讯研究”一文，在基本的visa通信基础上，利用while循环+事件结构虽然增强了系统的实时性、减少了cpu的使用率，但没有考虑当通信数据量大、通信时间极短的要求下，基本的visa通信容易导致数据的丢失，同时在解析数据帧过程中程序复杂且耗时较多，很难满足实时监测系统的需求；在专利公告号为cn104063216名称为“一种基于labview的高速数据处理显示方法”的专利中，张帆等人针对在大型复杂的labview工程中，系统内信号不断增多、通信数据量大，传统的设计流程由于缺乏合理有效的程序运行框架搭建，致使程序在运行时效率低、系统资源占用大、高速数据处理传输时图像显示出现卡顿的问题，提出根据模块传输速率、实时性、完整性和资源占用等划分为11种功能模块，每一个功能模块创建一个while循环运行线程，利用定时while循环对功能模块优先级和循环时间进行设置，该方案虽然有效的解决了通信复杂及处理数据不及时的问题，但程序结构整体复杂，使用线程多，处理不当时容易增加cpu使用率，使程序运行缓慢。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种能够保障数据通信的质量、程序结构简单、不会因为程序长时间运行明显降低程序运行速度造成卡顿或图像显示异常等现象的数据通信方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种数据通信方法，用于实现上位机labview通过串口接收下位机dsp数字处理器模块发送给其的数据，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、通信协议设定：在上位机labview中设定上位机labview与下位机dsp数字处理器模块通信的通信协议；

步骤二、双循环并行数据接收处理：dsp数字处理器模块每隔时间t向上位机labview发送一帧数据；上位机labview分为接收数据和解包处理数据两个循环，接收数据的同时开始对数据进行解析处理；

其中，接收数据循环的具体过程为：当上位机labview的接收数据循环内visa读取数据检测到有字节时，将接收到的数据按字节依次取出存放到指定数组“读取缓冲数组”中；“读取缓冲数组”内每存放一个字节“读取缓冲数组存指针”加1；

其中，解包处理数据循环的具体过程为：当上位机labview的解包处理数据循环内的“读取缓冲数组存指针”和“读取缓冲数组取指针”不相等时，上位机labview进入解包处理数据循环内解析数据帧；首先，“读取缓冲数组取指针”将“读取缓冲数组”内的数据索引至“解包临时字节”，再将该“解包临时字节”存入新的数组“解包数组”中；然后，设置布尔量“帧头标志”位，当在“解包数组”中找到帧头后，“帧头标志”布尔值为真，进入条件判断结构真，“解包指针”从0至1，依次向后加3个字节，“解包指针”为4即找到一帧完整的数据，此时再将“帧头标志”至为假，“解包指针”至为0；最后，将获取的每帧数据进行crc校验，将通过crc校验的数据确定为正确数据并赋值到前面板显示；否则，当在“解包数组”中未找到帧头或数据未通过crc校验时，丢弃数据。

本发明还公开了一种能够保障数据通信的质量、程序结构简单、不会因为程序长时间运行明显降低程序运行速度造成卡顿或图像显示异常等现象、能够计算机上实现对电机的实时监测的双余度电机测控数据采集处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、通信协议设定：在上位机labview中设定上位机labview与下位机dsp数字处理器模块通信的通信协议；

步骤二、数据采集及发送：电流检测电路对双余度电机的绕组电流进行实时检测，电压检测电路对母线电压进行实时检测，温度检测电路对双余度电机功率板的温度进行实时检测，rvdt解算电路对双余度电机的转子位置进行检测解算；dsp数字处理器模块采集绕组电流数据、母线电压数据、双余度电机功率板的温度数据和转子位置数据，且每隔时间t向上位机labview发送一帧数据；

步骤三、数据接收处理：上位机labview分为接收数据和解包处理数据两个循环，接收数据的同时开始对数据进行解析处理；

其中，接收数据循环的具体过程为：当上位机labview的接收数据循环内visa读取数据检测到有字节时，将接收到的数据按字节依次取出存放到指定数组“读取缓冲数组”中；“读取缓冲数组”内每存放一个字节“读取缓冲数组存指针”加1；

其中，解包处理数据循环的具体过程为：当上位机labview的解包处理数据循环内的“读取缓冲数组存指针”和“读取缓冲数组取指针”不相等时，上位机labview进入解包处理数据循环内解析数据帧；首先，“读取缓冲数组取指针”将“读取缓冲数组”内的数据索引至“解包临时字节”，再将该“解包临时字节”存入新的数组“解包数组”中；然后，设置布尔量“帧头标志”位，当在“解包数组”中找到帧头后，“帧头标志”布尔值为真，进入条件判断结构真，“解包指针”从0至1，依次向后加3个字节，“解包指针”为4即找到一帧完整的数据，此时再将“帧头标志”至为假，“解包指针”至为0；最后，将获取的每帧数据进行crc校验，将通过crc校验的数据确定为正确数据并赋值到前面板显示；否则，当在“解包数组”中未找到帧头或数据未通过crc校验时，丢弃数据。

本发明还公开了一种电路结构简单、设计新颖合理、实现方便且成本低、能够稳定且安全可靠地实现双余度伺服电机数据采集传输、实用性强、便于推广使用实现双余度电机测控方法的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：包括dsp数字处理器模块和为双余度伺服测控电路中各用电模块供电的电源电路模块，以及与dsp数字处理器模块相接的复位电路、存储扩展电路和用于与上位机进行通信的rs422/rs485通信电路；所述dsp数字处理器模块的输入端接有用于检测电机绕组电流的电流检测电路和用于检测母线电压的电压检测电路，以及用于检测所述双余度伺服电机测控电路温度的温度检测电路和用于解算电机转子位置信息的rvdt解算电路；所述电源电路模块包括24v开关电源以及均与24v开关电源的输出端连接的24v到15v电压转换电路和24v到5v电压转换电路，所述24v到15v电压转换电路的15v电压输出端接有15v到-15v电压转换电路，所述24v到5v电压转换电路的5v电压输出端接有5v到3.3v和1.9v电压转换电路；所述dsp数字处理器模块与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端和1.9v电压输出端均连接，所述复位电路和存储扩展电路均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述rs422/rs485通信电路与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端和5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端均连接，所述电流检测电路与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述电压检测电路与24v到15v电压转换电路的15v电压输出端和15v到-15v电压转换电路的-15v电压输出端均连接，所述温度检测电路与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端和5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端均连接，所述rvdt解算电路与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端和5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端均连接。

上述的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：所述24v到15v电压转换电路包括型号为lm317的稳压芯片u5、开关二极管d5、非极性电容c12、非极性电容c13、非极性电容c15、电阻r12和电阻r15，所述稳压芯片u5的第1引脚和非极性电容c12的一端均与24v开关电源的输出端连接，所述非极性电容c12的另一端通过电阻r15接地，所述稳压芯片u5的第2引脚与电阻r12的一端、开关二极管d5的阴极和非极性电容c15的一端均连接，且为24v到15v电压转换电路的15v电压输出端，所述稳压芯片u5的第3引脚、电阻r12的另一端、开关二极管d5的阳极和非极性电容c13的一端均接地，所述非极性电容c15的另一端与非极性电容c13的另一端连接；所述24v到5v电压转换电路包括型号为lm317的稳压芯片u6、开关二极管d6、非极性电容c17、非极性电容c18、非极性电容c19、电阻r13和电阻r14，所述稳压芯片u6的第1引脚和非极性电容c17的一端均与24v开关电源的输出端连接，所述非极性电容c17的另一端通过电阻r14接地，所述稳压芯片u6的第2引脚与电阻r13的一端、开关二极管d6的阴极和非极性电容c19的一端均连接，且为24v到5v电压转换电路的5v电压输出端，所述稳压芯片u6的第3引脚、电阻r13的另一端、开关二极管d6的阳极和非极性电容c18的一端均接地，所述非极性电容c19的另一端与非极性电容c18的另一端连接；所述5v到3.3v和1.9v电压转换电路包括电源管理芯片tps70302、发光二极管led1、发光二极管led2、极性电容cep1、极性电容cep2、极性电容cep3、极性电容cep4、非极性电容cp2、非极性电容cp3、非极性电容cp4、电阻rp13、电阻rp14、电阻rp15、电阻rp16、电阻rp17、电阻rp18、电阻rp19和电阻rp20，所述电源管理芯片tps70302的第2引脚、第3引脚、第5引脚、第6引脚、第8引脚、第10引脚、第11引脚、极性电容cep2的正极、极性电容cep3的正极和非极性电容cp3的一端均与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述电源管理芯片tps70302的第0引脚、第1引脚、第7引脚、第9引脚、第12引脚、极性电容cep2的负极、极性电容cep3的负极和非极性电容cp3的另一端均接地，所述电源管理芯片tps70302的第22引脚和电源管理芯片tps70302的第23引脚连接，且为5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端，所述电阻rp13的一端、电阻rp16的一端、电阻rp20的一端、极性电容cep1的正极、非极性电容cp2的一端和电阻rp15的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述极性电容cep1的负极、非极性电容cp2的另一端和发光二极管led1的阴极接地，所述发光二极管led1的阳极与电阻rp15的另一端连接，所述电源管理芯片tps70302的第21引脚与电阻rp13的另一端连接，且通过电阻rp14接地，所述电源管理芯片tps70302的第19引脚与电阻rp16的另一端连接，所述电源管理芯片tps70302的第18引脚与电阻rp20的另一端连接，所述电源管理芯片tps70302的第14引脚和电源管理芯片tps70302的第15引脚连接，且为5v到3.3v和1.9v电压转换电路的1.9v电压输出端，所述电阻rp18的一端、极性电容cep4的正极、非极性电容cp4的一端和电阻rp17的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的1.9v电压输出端连接，所述电源管理芯片tps70302的第16引脚和电阻rp18的另一端连接，且通过电阻rp19接地，所述电源管理芯片tps70302的第13引脚、第24引脚、极性电容cep4的负极、非极性电容cp4的另一端和发光二极管led1的阴极均接地，所述发光二极管led1的阳极与电阻rp17的另一端连接；所述15v到-15v电压转换电路包括稳压芯片max765、肖特基二极管d7、电感l1、非极性电容c16和非极性电容c21，所述稳压芯片max765的第6引脚、第7引脚和非极性电容c16的一端均与24v到15v电压转换电路的15v电压输出端连接，所述稳压芯片max765的第3引脚、第5引脚和非极性电容c16的另一端均接地，所述稳压芯片max765的第4引脚与稳压芯片max765的第2引脚连接，且通过非极性电容c21接地，所述稳压芯片max765的第1引脚与肖特基二极管d7的阳极连接，且为15v到-15v电压转换电路的-15v电压输出端，所述稳压芯片max765的第8引脚与肖特基二极管d7的阴极连接，且通过电感l1接地。

上述的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：所述dsp数字处理器模块包括dsp芯片tms320f2812、晶振y1、非极性电容cx1和非极性电容cx2，所述晶振y1的一端和非极性电容cx1的一端均与dsp芯片tms320f2812的第77引脚连接，所述晶振y1的另一端和非极性电容cx2的一端均与dsp芯片tms320f2812的第76引脚连接，所述非极性电容cx1的另一端和非极性电容cx2的另一端均接地，所述dsp芯片tms320f2812的第31引脚、第64引脚、第81引脚、第114引脚、第145引脚和第69引脚均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述dsp芯片tms320f2812的第23引脚、第37引脚、第56引脚、第75引脚、第100引脚、第112引脚、第128引脚、第143引脚和第154引脚均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的1.9v电压输出端连接，所述dsp芯片tms320f2812的第19引脚、第32引脚、第38引脚、第52引脚、第58引脚、第70引脚、第78引脚、第86引脚、第99引脚、第105引脚、第113引脚、第120引脚、第129引脚、第142引脚和第153引脚均接地；所述复位电路包括微处理器监控器芯片max690_esa、开关二极管d1、非极性电容cx64、非极性电容cx65、电阻rx8和电阻rx9，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第1引脚、第2引脚、第8引脚和非极性电容cx64的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第3引脚、第4引脚和非极性电容cx64的另一端均接地，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第6引脚与dsp芯片tms320f2812的第92引脚连接，且通过电阻rx9与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第7引脚、开关二极管d1的阳极、电阻rx8的一端和非极性电容cx65的一端均与dsp芯片tms320f2812的第135引脚连接，所述开关二极管d1的阴极和电阻rx8的另一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述非极性电容cx65的另一端接地。

上述的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：所述存储扩展电路包括存储芯片at24c256、电阻rx11、电阻rx13和电阻rx14，所述存储芯片at24c256的第5引脚与dsp芯片tms320f2812的第157引脚连接，且通过电阻rx13与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述存储芯片at24c256的第6引脚与dsp芯片tms320f2812的第34引脚连接，且通过电阻rx14与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述存储芯片at24c256的第8引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述存储芯片at24c256的第1引脚、第2引脚、第4引脚和第7引脚均接地，所述存储芯片at24c256的第3引脚通过电阻rx11接地。

上述的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：所述rs422/rs485通信电路包括收发器芯片iso3080、非极性电容cs1、非极性电容cs4、非极性电容cs5、电阻rs1、电阻rs2、电阻rs3、电阻rs4、电阻rs5、电阻rs6、电阻rs7、电阻rs8、电阻rs9、电阻rs10和电阻rs11，以及型号均为bav99的开关二极管、开关二极管ds2、开关二极管ds3和开关二极管ds4；所述收发器芯片iso3080的第3引脚与dsp芯片tms320f2812的第90引脚连接，且通过电阻rs8与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第4引脚与dsp芯片tms320f2812的第20引脚连接，且通过电阻rs7与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第5引脚与dsp芯片tms320f2812的第22引脚连接，且通过电阻rs6接地，所述收发器芯片iso3080的第6引脚与dsp芯片tms320f2812的第91引脚连接，且通过电阻rs11与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第1引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第2引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚和第10引脚均接地，所述收发器芯片iso3080的第11引脚和开关二极管ds4的第3引脚均与电阻rs10的一端连接，所述电阻rs10的另一端为rs422/rs485通信电路的信号输出端rs422a_trans+，所述开关二极管ds4的第1引脚接地，所述开关二极管ds4的第2引脚与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第12引脚和开关二极管ds3的第3引脚均与电阻rs9的一端连接，所述电阻rs9的另一端为rs422/rs485通信电路的信号输出端rs422a_trans-，所述开关二极管ds3的第1引脚接地，所述开关二极管ds3的第2引脚与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第13引脚、开关二极管ds2的第3引脚和电阻rs4的一端均与电阻rs5的一端连接，所述电阻rs4的另一端接地，所述开关二极管ds2的第1引脚接地，所述开关二极管ds2的第2引脚与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述电阻rs5的另一端和电阻rs3的一端均与非极性电容cs1的一端连接，且为rs422/rs485通信电路的信号输出端rs422a_rec-，所述收发器芯片iso3080的第14引脚、开关二极管ds1的第3引脚和电阻rs1的一端均与电阻rs2的一端连接，所述电阻rs1的另一端与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述开关二极管ds1的第1引脚接地，所述开关二极管ds1的第2引脚与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述电阻rs2的另一端和电阻rs3的另一端均与非极性电容cs1的另一端连接，且为rs422/rs485通信电路的信号输出端rs422a_rec+。

上述的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：所述电流检测电路包括第一电流检测电路和第二电流检测电路，所述第一电流检测电路和第二电流检测电路的电路结构相同且均包括电流传感器acs712、非极性电容c23和非极性电容c25，所述电流传感器acs712的第1引脚和第2引脚连接且为第一电流检测电路或第二电流检测电路的正极电流信号输入端iin1+，所述电流传感器acs712的第3引脚和第4引脚连接且为第一电流检测电路或第二电流检测电路的负极电流信号输入端iin1-，所述电流传感器acs712的第5引脚接地，所述电流传感器acs712的第6引脚通过非极性电容c25接地，所述电流传感器acs712的第7引脚与dsp芯片tms320f2812的第21引脚连接，所述电流传感器acs712的第8引脚和非极性电容c23的一端均与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述非极性电容c23的另一端接地。

所述电压检测电路包括第一电压检测电路和第二电压检测电路，所述第一电压检测电路和第二电压检测电路的电路结构相同且均包括运算放大器tl082、非极性电容cu4、非极性电容cu5、非极性电容cu6、电阻ru6、电阻ru9、电阻ru10和电阻ru11，所述运算放大器tl082的第3引脚与电阻ru6的一端连接，且分别通过非极性电容cu4和电阻ru9接地，所述电阻ru6的另一端为第一电压检测电路或第二电压检测电路的电压信号输入端v_in，所述运算放大器tl082的第2引脚通过电阻ru10与运算放大器tl082的第1引脚连接，且分别通过非极性电容cu5和电阻ru11接地，所述运算放大器tl082的第1引脚与dsp芯片tms320f2812的第27引脚连接，且通过非极性电容cu6接地，所述运算放大器tl082的第8引脚与24v到15v电压转换电路的15v电压输出端连接，所述运算放大器tl082的第4引脚与15v到-15v电压转换电路的-15v电压输出端连接。

上述的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：所述温度检测电路包括第一温度检测电路和第二温度检测电路，所述第一温度检测电路和第二温度检测电路的电路结构相同且均包括隔离放大器amc1200、运算放大器ut3a、运算放大器ut5a、开关二极管dt1、稳压二极管vt1、非极性电容ct4、非极性电容ct5、非极性电容ct6、非极性电容ct7、非极性电容ct8、非极性电容ct9、非极性电容ct10、非极性电容ct11、非极性电容ct12、非极性电容ct13、非极性电容ct14、非极性电容ct15、非极性电容ct16、电阻rt4、电阻rt5、电阻rt6、电阻rt7、电阻rt8、电阻rt9、电阻rt10、电阻rt11、电阻rt12、电阻rt13、电阻rt14、电阻rt15、电阻rt16和电阻rt17，所述电阻rt4的一端和电阻rt8的一端连接且为第一温度检测电路或第二温度检测电路的正极温度信号输入端ntc_p1，所述rt4的另一端与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述电阻rt8的另一端、电阻rt5的一端、电阻rt14的一端和非极性电容ct14的一端均连接且为第一温度检测电路或第二温度检测电路的负极温度信号输入端ntc_n1，所述电阻rt14的另一端和非极性电容ct14的另一端均接地，所述开关二极管dt1的第3引脚、电阻rt5的另一端和非极性电容ct11的一端均与电阻rt6的一端连接，所述开关二极管dt1的第1引脚和非极性电容ct11的另一端均接地，所述开关二极管dt1的第2引脚与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述运算放大器ut3a的第3引脚与电阻rt6的另一端连接，所述运算放大器ut3a的第8引脚与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，且通过非极性电容ct4接地，所述运算放大器ut3a的第4引脚接地，所述运算放大器ut3a的第2引脚、电阻rt11的一端和电阻rt16的一端均与非极性电容ct16的一端连接，所述电阻rt11的另一端接地，所述运算放大器ut3a的第1引脚、电阻rt16的另一端和非极性电容ct16的另一端均与电阻rt9的一端连接，所述隔离放大器amc1200的第2引脚、非极性电容ct13的一端和电阻rt12的一端均与电阻rt9的另一端连接，所述隔离放大器amc1200的第3引脚、第4引脚、非极性电容ct13的另一端和电阻rt12的另一端均接地，所述隔离放大器amc1200的第1引脚、非极性电容ct9的一端和非极性电容ct10的一端均与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述非极性电容ct9的另一端和非极性电容ct10的另一端均接地，所述隔离放大器amc1200的第5引脚接地，所述隔离放大器amc1200的第8引脚、非极性电容ct6的一端和非极性电容ct7的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述非极性电容ct6的另一端和非极性电容ct7的另一端均接地，所述运算放大器ut5a的第3引脚通过电阻rt10与隔离放大器amc1200的第7引脚连接，且分别通过非极性电容ct8和电阻rt7接地，所述运算放大器ut5a的第2引脚通过电阻rt15与隔离放大器amc1200的第6引脚连接，且分别通过非极性电容ct15和电阻rt17与运算放大器ut5a的第1引脚连接，所述运算放大器ut5a的第8引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，且通过非极性电容ct5接地，所述运算放大器ut5a的第4引脚接地，所述运算放大器ut5a的第1引脚与电阻rt13的一端连接，所述电阻rt13的另一端、非极性电容ct12的一端和稳压二极管vt1的阴极均与dsp芯片tms320f2812的第33引脚连接，所述非极性电容ct12的另一端和稳压二极管vt1的阳极均接地。

上述的双余度电机测控数据采集系统，其特征在于：所述rvdt解算电路包括第一rvdt解算电路和第二rvdt解算电路，所述第一rvdt解算电路和第二rvdt解算电路的电路结构相同且均包括旋变数字转换器ad2s1210、晶振y2、非极性电容c1、非极性电容c2、非极性电容c3、非极性电容c4、非极性电容c5、非极性电容c6、电阻r8和电阻r9，所述晶振y2的一端和非极性电容c5的一端均与旋变数字转换器ad2s1210的第7引脚连接，所述晶振y2的另一端和非极性电容c6的一端均与旋变数字转换器ad2s1210的第8引脚连接，所述非极性电容c5的另一端和非极性电容c6的另一端均接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第2引脚通过电阻r8接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第38引脚通过非极性电容c3接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第39引脚通过非极性电容c2接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第46引脚分别通过非极性电容c1和非极性电容c2接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第5引脚、第19引脚和第40引脚接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第6引脚和第43引脚均与24v到5v电压转换电路的5v电压输出端连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第18引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路的3.3v电压输出端连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第9引脚通过电阻r9与dsp芯片tms320f2812的第161引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第1引脚、第3引脚、第4引脚、第10引脚、第11引脚和第12引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第66引脚、第42引脚、第51引脚、第84引脚、第148引脚和第144引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第13引脚、第14引脚、第15引脚、第16引脚、第17引脚、第20引脚、第21引脚、第22引脚、第23引脚和第24引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第141引脚、第138引脚、第132引脚、第130引脚、第125引脚、第121引脚、第118引脚、第111引脚、第108引脚和第103引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第25引脚、第26引脚、第27引脚、第28引脚、第29引脚、第30引脚、第31引脚、第32引脚、第33引脚、第34引脚、第35引脚和第36引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第85引脚、第80引脚、第43引脚、第18引脚、第96引脚、第74引脚、第73引脚、第68引脚、第160引脚、第65引脚、第54引脚和第39引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第37引脚、第41引脚、第42引脚、第44引脚、第45引脚、第47引脚和第48引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第97引脚、第71引脚、第72引脚、第61引脚、第62引脚、第63引脚和第67引脚连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明双余度电机测控数据采集系统的电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低。

2、本发明的双余度电机测控数据采集系统，采用电流传感器acs712实时采集电机绕组电流，并输出给dsp芯片tms320f2812，能够实现电流闭环以及电流的过流和短路保护；采用电压检测电路实时采集双余度伺服电机的母线电压，并输出给dsp芯片tms320f2812，能够实现母线电压的过压以及欠压保护；采用温度检测电路实时采集双余度电机功率板的温度，并输出给dsp芯片tms320f2812，能够实现双余度电机功率板的过温保护，安全性好，可靠性高。

3、本发明的双余度电机测控数据采集系统，采用rvdt解算电路实时采集解算伺服电机的转子位置信息，并输出给dsp芯片tms320f2812，能够得到精确的伺服电机的转子位置参数，便于进行双余度伺服电机的控制，稳定性好。

4、本发明采用rs422/rs485通信电路实现上位机labview与下位机dsp数字处理器模块之间的数据通信，采用“接收数据循环”和“解包处理数据循环”的双循环并行数据接收处理方法，不仅可以保障数据通信的质量，在计算机上实现对电机的实时监测，而且程序结构简单只有两个while循环线程，不会因为程序长时间运行，明显降低程序运行速度造成卡顿或图像显示异常等现象。

5、本发明能够为双余度伺服电机之间协调控制的稳定性、安全可靠性提供电路结构简单、设计新颖合理、实现方便、工作可靠性高的测控电路，以及为上位机labview与下位机dsp数字处理器模块之间的数据通信提供稳定可靠的数据处理方法，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明的电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够稳定、安全可靠地实现双余度伺服电机之间的协调控制，以及上位机labview与下位机dsp数字处理器模块之间的数据通信，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明数据通信方法的方法流程框图。

图2为本发明双余度电机测控数据采集处理方法的方法流程框图。

图3为本发明数据通信方法和双余度电机测控数据采集处理方法中接收数据循环的流程框图。

图4为本发明数据通信方法和双余度电机测控数据采集处理方法中解包处理数据循环的流程框图。

图5为本发明双余度电机测控数据采集系统的电路原理框图。

图6为本发明24v到15v电压转换电路的电路原理图。

图7为本发明24v到5v电压转换电路的电路原理图。

图8为本发明5v到3.3v和1.9v电压转换电路的电路原理图。

图9为本发明15v到-15v电压转换电路的电路原理图。

图10为本发明dsp数字处理器模块的电路原理图。

图11为本发明复位电路的电路原理图。

图12为本发明存储扩展电路的电路原理图。

图13为本发明rs422/rs485通信电路的电路原理图。

图14为本发明第一电流检测电路和第二电流检测电路的电路原理图。

图15为本发明第一电压检测电路和第二电压检测电路的电路原理图。

图16为本发明第一温度检测电路和第二温度检测电路的电路原理图。

图17为本发明第一rvdt解算电路和第二rvdt解算电路的电路原理图。

附图标记说明:

1—dsp数字处理器模块；2—电源电路模块；

2-1—24v开关电源；2-2—24v到15v电压转换电路；

2-4—24v到5v电压转换电路；2-5—5v到3.3v/1.9v电压转换电路；

2-6—15v到-15v电压转换电路；3—复位电路；

4—存储扩展电路；5—rs422/rs485通信电路；

6—电流检测电路；6-1—第一电流检测电路；

6-2—第二电流检测电路；7—电压检测电路；

7-1—第一电压检测电路；7-2—第二电压检测电路；

8—温度检测电路；8-1—第一温度检测电路；

8-2—第二温度检测电路；9—rvdt解算电路；

9-1—第一rvdt解算电路；9-2—第二rvdt解算电路。

具体实施方式

如图1所示，本发明的数据通信方法，用于实现上位机labview通过串口接收下位机dsp数字处理器模块1发送给其的数据，包括以下步骤：

步骤一、通信协议设定：在上位机labview中设定上位机labview与下位机dsp数字处理器模块1通信的通信协议；

具体实施时，设定的协议命令如表1所示；每帧数据共5个字节，0x55是起始命令字，用来识别命令开始的标志；type表示命令的类型；datal表示一个整型数的低八位，datah表示一个整型数的高八位；crc8验证接收数据的正确性。

表1上、下位机通信协议

步骤二、双循环并行数据接收处理：dsp数字处理器模块1每隔时间t向上位机labview发送一帧数据；上位机labview分为接收数据和解包处理数据两个循环，接收数据的同时开始对数据进行解析处理；

具体实施时，所述时间t的取值为10ms；

其中，如图3所示，接收数据循环的具体过程为：当上位机labview的接收数据循环内visa读取数据检测到有字节时，将接收到的数据按字节依次取出存放到指定数组“读取缓冲数组”中；“读取缓冲数组”内每存放一个字节“读取缓冲数组存指针”加1；

因为解析一帧数据时间大于10ms，即第一帧数据还没有解析完，就已经收到第二帧数据；因此，为了防止来不及解析而导致数据丢失，设置“读取缓冲数组”，将收到未解析的数据放入该数组内，能够有效避免数据丢失。

其中，如图4所示，解包处理数据循环的具体过程为：当上位机labview的解包处理数据循环内的“读取缓冲数组存指针”和“读取缓冲数组取指针”不相等时，上位机labview进入解包处理数据循环内解析数据帧；首先，“读取缓冲数组取指针”将“读取缓冲数组”内的数据索引至“解包临时字节”，再将该“解包临时字节”存入新的数组“解包数组”中；然后，设置布尔量“帧头标志”位，当在“解包数组”中找到帧头(即起始命令字0x55)后，“帧头标志”布尔值为真，进入条件判断结构真，“解包指针”从0至1，依次向后加3个字节，“解包指针”为4即找到一帧完整的数据，此时再将“帧头标志”至为假，“解包指针”至为0(方便下一帧数据查询)；最后，将获取的每帧数据进行crc校验，将通过crc校验的数据确定为正确数据并赋值到前面板显示；否则，当在“解包数组”中未找到帧头或数据未通过crc校验时，丢弃数据。

如果直接在“读取缓冲数组”中寻找一帧完整的数据，随着程序的不断运行，“读取缓冲数组”中由于接受数据量大且时间间隔短，容易堆积大量数据导致数据溢出，因此，设置新的数组“解包数组”，能够有效避免数据溢出。

如图2所示，本发明的双余度电机测控数据采集处理方法，包括以下步骤：

步骤一、通信协议设定：在上位机labview中设定上位机labview与下位机dsp数字处理器模块1通信的通信协议；

具体实施时，设定的协议命令如表1所示；每帧数据共5个字节，0x55是起始命令字，用来识别命令开始的标志；type表示命令的类型；datal表示一个整型数的低八位，datah表示一个整型数的高八位；crc8验证接收数据的正确性。

表1上、下位机通信协议

步骤二、数据采集及发送：电流检测电路6对双余度电机的绕组电流进行实时检测，电压检测电路7对母线电压进行实时检测，温度检测电路8对双余度电机功率板的温度进行实时检测，rvdt解算电路9对双余度电机的转子位置进行检测解算；dsp数字处理器模块1采集绕组电流数据、母线电压数据、双余度电机功率板的温度数据和转子位置数据，且每隔时间t向上位机labview发送一帧数据；

步骤三、数据接收处理：上位机labview分为接收数据和解包处理数据两个循环，接收数据的同时开始对数据进行解析处理；

具体实施时，所述时间t的取值为10ms；

其中，如图3所示，接收数据循环的具体过程为：当上位机labview的接收数据循环内visa读取数据检测到有字节时，将接收到的数据按字节依次取出存放到指定数组“读取缓冲数组”中；“读取缓冲数组”内每存放一个字节“读取缓冲数组存指针”加1；

因为解析一帧数据时间大于10ms，即第一帧数据还没有解析完，就已经收到第二帧数据；因此，为了防止来不及解析而导致数据丢失，设置“读取缓冲数组”，将收到未解析的数据放入该数组内，能够有效避免数据丢失。

其中，如图4所示，解包处理数据循环的具体过程为：当上位机labview的解包处理数据循环内的“读取缓冲数组存指针”和“读取缓冲数组取指针”不相等时，上位机labview进入解包处理数据循环内解析数据帧；首先，“读取缓冲数组取指针”将“读取缓冲数组”内的数据索引至“解包临时字节”，再将该“解包临时字节”存入新的数组“解包数组”中；然后，设置布尔量“帧头标志”位，当在“解包数组”中找到帧头(即起始命令字0x55)后，“帧头标志”布尔值为真，进入条件判断结构真，“解包指针”从0至1，依次向后加3个字节，“解包指针”为4即找到一帧完整的数据，此时再将“帧头标志”至为假，“解包指针”至为0(方便下一帧数据查询)；最后，将获取的每帧数据进行crc校验，将通过crc校验的数据确定为正确数据并赋值到前面板显示；否则，当在“解包数组”中未找到帧头或数据未通过crc校验时，丢弃数据。

如果直接在“读取缓冲数组”中寻找一帧完整的数据，随着程序的不断运行，“读取缓冲数组”中由于接受数据量大且时间间隔短，容易堆积大量数据导致数据溢出，因此，设置新的数组“解包数组”，能够有效避免数据溢出。

如图5所示，本发明的双余度电机测控数据采集系统，包括dsp数字处理器模块1和为双余度伺服测控电路中各用电模块供电的电源电路模块2，以及与dsp数字处理器模块1相接的复位电路3、存储扩展电路4和用于与上位机进行通信的rs422/rs485通信电路5；所述dsp数字处理器模块1的输入端接有用于检测电机绕组电流的电流检测电路6和用于检测母线电压的电压检测电路7，以及用于检测所述双余度伺服电机测控电路温度的温度检测电路8和用于解算电机转子位置信息的rvdt解算电路9；所述电源电路模块2包括24v开关电源2-1以及均与24v开关电源2-1的输出端连接的24v到15v电压转换电路2-2和24v到5v电压转换电路2-4，所述24v到15v电压转换电路2-2的15v电压输出端接有15v到-15v电压转换电路2-6，所述24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端接有5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5；所述dsp数字处理器模块1与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端和1.9v电压输出端均连接，所述复位电路3和存储扩展电路4均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述rs422/rs485通信电路5与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端和5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端均连接，所述电流检测电路6与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述电压检测电路7与24v到15v电压转换电路2-2的15v电压输出端和15v到-15v电压转换电路2-6的-15v电压输出端均连接，所述温度检测电路8与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端和5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端均连接，所述rvdt解算电路9与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端和5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端均连接。

本实施例中，如图6所示，所述24v到15v电压转换电路2-2包括型号为lm317的稳压芯片u5、开关二极管d5、非极性电容c12、非极性电容c13、非极性电容c15、电阻r12和电阻r15，所述稳压芯片u5的第1引脚和非极性电容c12的一端均与24v开关电源2-1的输出端连接，所述非极性电容c12的另一端通过电阻r15接地，所述稳压芯片u5的第2引脚与电阻r12的一端、开关二极管d5的阴极和非极性电容c15的一端均连接，且为24v到15v电压转换电路2-2的15v电压输出端，所述稳压芯片u5的第3引脚、电阻r12的另一端、开关二极管d5的阳极和非极性电容c13的一端均接地，所述非极性电容c15的另一端与非极性电容c13的另一端连接；如图7所示，所述24v到5v电压转换电路2-4包括型号为lm317的稳压芯片u6、开关二极管d6、非极性电容c17、非极性电容c18、非极性电容c19、电阻r13和电阻r14，所述稳压芯片u6的第1引脚和非极性电容c17的一端均与24v开关电源2-1的输出端连接，所述非极性电容c17的另一端通过电阻r14接地，所述稳压芯片u6的第2引脚与电阻r13的一端、开关二极管d6的阴极和非极性电容c19的一端均连接，且为24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端，所述稳压芯片u6的第3引脚、电阻r13的另一端、开关二极管d6的阳极和非极性电容c18的一端均接地，所述非极性电容c19的另一端与非极性电容c18的另一端连接；如图8所示，所述5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5包括电源管理芯片tps70302、发光二极管led1、发光二极管led2、极性电容cep1、极性电容cep2、极性电容cep3、极性电容cep4、非极性电容cp2、非极性电容cp3、非极性电容cp4、电阻rp13、电阻rp14、电阻rp15、电阻rp16、电阻rp17、电阻rp18、电阻rp19和电阻rp20，所述电源管理芯片tps70302的第2引脚、第3引脚、第5引脚、第6引脚、第8引脚、第10引脚、第11引脚、极性电容cep2的正极、极性电容cep3的正极和非极性电容cp3的一端均与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述电源管理芯片tps70302的第0引脚、第1引脚、第7引脚、第9引脚、第12引脚、极性电容cep2的负极、极性电容cep3的负极和非极性电容cp3的另一端均接地，所述电源管理芯片tps70302的第22引脚和电源管理芯片tps70302的第23引脚连接，且为5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端，所述电阻rp13的一端、电阻rp16的一端、电阻rp20的一端、极性电容cep1的正极、非极性电容cp2的一端和电阻rp15的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述极性电容cep1的负极、非极性电容cp2的另一端和发光二极管led1的阴极接地，所述发光二极管led1的阳极与电阻rp15的另一端连接，所述电源管理芯片tps70302的第21引脚与电阻rp13的另一端连接，且通过电阻rp14接地，所述电源管理芯片tps70302的第19引脚与电阻rp16的另一端连接，所述电源管理芯片tps70302的第18引脚与电阻rp20的另一端连接，所述电源管理芯片tps70302的第14引脚和电源管理芯片tps70302的第15引脚连接，且为5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的1.9v电压输出端，所述电阻rp18的一端、极性电容cep4的正极、非极性电容cp4的一端和电阻rp17的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的1.9v电压输出端连接，所述电源管理芯片tps70302的第16引脚和电阻rp18的另一端连接，且通过电阻rp19接地，所述电源管理芯片tps70302的第13引脚、第24引脚、极性电容cep4的负极、非极性电容cp4的另一端和发光二极管led1的阴极均接地，所述发光二极管led1的阳极与电阻rp17的另一端连接；如图9所示，所述15v到-15v电压转换电路2-6包括稳压芯片max765、肖特基二极管d7、电感l1、非极性电容c16和非极性电容c21，所述稳压芯片max765的第6引脚、第7引脚和非极性电容c16的一端均与24v到15v电压转换电路2-2的15v电压输出端连接，所述稳压芯片max765的第3引脚、第5引脚和非极性电容c16的另一端均接地，所述稳压芯片max765的第4引脚与稳压芯片max765的第2引脚连接，且通过非极性电容c21接地，所述稳压芯片max765的第1引脚与肖特基二极管d7的阳极连接，且为15v到-15v电压转换电路2-6的-15v电压输出端，所述稳压芯片max765的第8引脚与肖特基二极管d7的阴极连接，且通过电感l1接地。

本实施例中，如图10所示，所述dsp数字处理器模块1包括dsp芯片tms320f2812、晶振y1、非极性电容cx1和非极性电容cx2，所述晶振y1的一端和非极性电容cx1的一端均与dsp芯片tms320f2812的第77引脚连接，所述晶振y1的另一端和非极性电容cx2的一端均与dsp芯片tms320f2812的第76引脚连接，所述非极性电容cx1的另一端和非极性电容cx2的另一端均接地，所述dsp芯片tms320f2812的第31引脚、第64引脚、第81引脚、第114引脚、第145引脚和第69引脚均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述dsp芯片tms320f2812的第23引脚、第37引脚、第56引脚、第75引脚、第100引脚、第112引脚、第128引脚、第143引脚和第154引脚均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的1.9v电压输出端连接，所述dsp芯片tms320f2812的第19引脚、第32引脚、第38引脚、第52引脚、第58引脚、第70引脚、第78引脚、第86引脚、第99引脚、第105引脚、第113引脚、第120引脚、第129引脚、第142引脚和第153引脚均接地；如图11所示，所述复位电路3包括微处理器监控器芯片max690_esa、开关二极管d1、非极性电容cx64、非极性电容cx65、电阻rx8和电阻rx9，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第1引脚、第2引脚、第8引脚和非极性电容cx64的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第3引脚、第4引脚和非极性电容cx64的另一端均接地，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第6引脚与dsp芯片tms320f2812的第92引脚连接，且通过电阻rx9与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述微处理器监控器芯片max690_esa的第7引脚、开关二极管d1的阳极、电阻rx8的一端和非极性电容cx65的一端均与dsp芯片tms320f2812的第135引脚连接，所述开关二极管d1的阴极和电阻rx8的另一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述非极性电容cx65的另一端接地。

本实施例中，如图12所示，所述存储扩展电路4包括存储芯片at24c256、电阻rx11、电阻rx13和电阻rx14，所述存储芯片at24c256的第5引脚与dsp芯片tms320f2812的第157引脚连接，且通过电阻rx13与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述存储芯片at24c256的第6引脚与dsp芯片tms320f2812的第34引脚连接，且通过电阻rx14与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述存储芯片at24c256的第8引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述存储芯片at24c256的第1引脚、第2引脚、第4引脚和第7引脚均接地，所述存储芯片at24c256的第3引脚通过电阻rx11接地。

本实施例中，如图13所示，所述rs422/rs485通信电路5包括收发器芯片iso3080、非极性电容cs1、非极性电容cs4、非极性电容cs5、电阻rs1、电阻rs2、电阻rs3、电阻rs4、电阻rs5、电阻rs6、电阻rs7、电阻rs8、电阻rs9、电阻rs10和电阻rs11，以及型号均为bav99的开关二极管、开关二极管ds2、开关二极管ds3和开关二极管ds4；所述收发器芯片iso3080的第3引脚与dsp芯片tms320f2812的第90引脚连接，且通过电阻rs8与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第4引脚与dsp芯片tms320f2812的第20引脚连接，且通过电阻rs7与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第5引脚与dsp芯片tms320f2812的第22引脚连接，且通过电阻rs6接地，所述收发器芯片iso3080的第6引脚与dsp芯片tms320f2812的第91引脚连接，且通过电阻rs11与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第1引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第2引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚和第10引脚均接地，所述收发器芯片iso3080的第11引脚和开关二极管ds4的第3引脚均与电阻rs10的一端连接，所述电阻rs10的另一端为rs422/rs485通信电路5的信号输出端rs422a_trans+，所述开关二极管ds4的第1引脚接地，所述开关二极管ds4的第2引脚与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第12引脚和开关二极管ds3的第3引脚均与电阻rs9的一端连接，所述电阻rs9的另一端为rs422/rs485通信电路5的信号输出端rs422a_trans-，所述开关二极管ds3的第1引脚接地，所述开关二极管ds3的第2引脚与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述收发器芯片iso3080的第13引脚、开关二极管ds2的第3引脚和电阻rs4的一端均与电阻rs5的一端连接，所述电阻rs4的另一端接地，所述开关二极管ds2的第1引脚接地，所述开关二极管ds2的第2引脚与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述电阻rs5的另一端和电阻rs3的一端均与非极性电容cs1的一端连接，且为rs422/rs485通信电路5的信号输出端rs422a_rec-，所述收发器芯片iso3080的第14引脚、开关二极管ds1的第3引脚和电阻rs1的一端均与电阻rs2的一端连接，所述电阻rs1的另一端与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述开关二极管ds1的第1引脚接地，所述开关二极管ds1的第2引脚与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述电阻rs2的另一端和电阻rs3的另一端均与非极性电容cs1的另一端连接，且为rs422/rs485通信电路5的信号输出端rs422a_rec+。

具体实施时，dsp芯片tms320f2812通过rs485总线与上位机通讯并配置收发器芯片iso3080，使rs485总线的输出可转换为rs422通信，收发器芯片iso3080能够实现差分信号与单端信号的转换，dsp芯片tms320f2812输出的单端信号通过收发器芯片iso3080后，转换的信号通过输出端rs422a_trans+、rs422a_trans-、rs422a_rec+和rs422a_rec-输出，通过连接到rs485总线接口与上位机进行通信。

本实施例中，如图14所示，所述电流检测电路6包括第一电流检测电路6-1和第二电流检测电路6-2，所述第一电流检测电路6-1和第二电流检测电路6-2的电路结构相同且均包括电流传感器acs712、非极性电容c23和非极性电容c25，所述电流传感器acs712的第1引脚和第2引脚连接且为第一电流检测电路6-1或第二电流检测电路6-2的正极电流信号输入端iin1+，所述电流传感器acs712的第3引脚和第4引脚连接且为第一电流检测电路6-1或第二电流检测电路6-2的负极电流信号输入端iin1-，所述电流传感器acs712的第5引脚接地，所述电流传感器acs712的第6引脚通过非极性电容c25接地，所述电流传感器acs712的第7引脚与dsp芯片tms320f2812的第21引脚连接，所述电流传感器acs712的第8引脚和非极性电容c23的一端均与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述非极性电容c23的另一端接地。

具体实施时，将电流传感器acs712串联到三相绕组中，通过对绕组电流的采集，实现电流闭环以及电流的过流和短路保护，当绕组出现故障时报警。

本实施例中，如图15所示，所述电压检测电路7包括第一电压检测电路7-1和第二电压检测电路7-2，所述第一电压检测电路7-1和第二电压检测电路7-2的电路结构相同且均包括运算放大器tl082、非极性电容cu4、非极性电容cu5、非极性电容cu6、电阻ru6、电阻ru9、电阻ru10和电阻ru11，所述运算放大器tl082的第3引脚与电阻ru6的一端连接，且分别通过非极性电容cu4和电阻ru9接地，所述电阻ru6的另一端为第一电压检测电路7-1或第二电压检测电路7-2的电压信号输入端v_in，所述运算放大器tl082的第2引脚通过电阻ru10与运算放大器tl082的第1引脚连接，且分别通过非极性电容cu5和电阻ru11接地，所述运算放大器tl082的第1引脚与dsp芯片tms320f2812的第27引脚连接，且通过非极性电容cu6接地，所述运算放大器tl082的第8引脚与24v到15v电压转换电路2-2的15v电压输出端连接，所述运算放大器tl082的第4引脚与15v到-15v电压转换电路2-6的-15v电压输出端连接。

具体实施时，采用电压检测电路7实时采集双余度伺服电机的母线电压，并输出给dsp芯片tms320f2812，能够实现母线电压的过压以及欠压保护。

本实施例中，如图16所示，所述温度检测电路8包括第一温度检测电路8-1和第二温度检测电路8-2，所述第一温度检测电路8-1和第二温度检测电路8-2的电路结构相同且均包括隔离放大器amc1200、运算放大器ut3a、运算放大器ut5a、开关二极管dt1、稳压二极管vt1、非极性电容ct4、非极性电容ct5、非极性电容ct6、非极性电容ct7、非极性电容ct8、非极性电容ct9、非极性电容ct10、非极性电容ct11、非极性电容ct12、非极性电容ct13、非极性电容ct14、非极性电容ct15、非极性电容ct16、电阻rt4、电阻rt5、电阻rt6、电阻rt7、电阻rt8、电阻rt9、电阻rt10、电阻rt11、电阻rt12、电阻rt13、电阻rt14、电阻rt15、电阻rt16和电阻rt17，所述电阻rt4的一端和电阻rt8的一端连接且为第一温度检测电路8-1或第二温度检测电路8-2的正极温度信号输入端ntc_p1，所述rt4的另一端与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述电阻rt8的另一端、电阻rt5的一端、电阻rt14的一端和非极性电容ct14的一端均连接且为第一温度检测电路8-1或第二温度检测电路8-2的负极温度信号输入端ntc_n1，所述电阻rt14的另一端和非极性电容ct14的另一端均接地，所述开关二极管dt1的第3引脚、电阻rt5的另一端和非极性电容ct11的一端均与电阻rt6的一端连接，所述开关二极管dt1的第1引脚和非极性电容ct11的另一端均接地，所述开关二极管dt1的第2引脚与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述运算放大器ut3a的第3引脚与电阻rt6的另一端连接，所述运算放大器ut3a的第8引脚与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，且通过非极性电容ct4接地，所述运算放大器ut3a的第4引脚接地，所述运算放大器ut3a的第2引脚、电阻rt11的一端和电阻rt16的一端均与非极性电容ct16的一端连接，所述电阻rt11的另一端接地，所述运算放大器ut3a的第1引脚、电阻rt16的另一端和非极性电容ct16的另一端均与电阻rt9的一端连接，所述隔离放大器amc1200的第2引脚、非极性电容ct13的一端和电阻rt12的一端均与电阻rt9的另一端连接，所述隔离放大器amc1200的第3引脚、第4引脚、非极性电容ct13的另一端和电阻rt12的另一端均接地，所述隔离放大器amc1200的第1引脚、非极性电容ct9的一端和非极性电容ct10的一端均与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述非极性电容ct9的另一端和非极性电容ct10的另一端均接地，所述隔离放大器amc1200的第5引脚接地，所述隔离放大器amc1200的第8引脚、非极性电容ct6的一端和非极性电容ct7的一端均与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述非极性电容ct6的另一端和非极性电容ct7的另一端均接地，所述运算放大器ut5a的第3引脚通过电阻rt10与隔离放大器amc1200的第7引脚连接，且分别通过非极性电容ct8和电阻rt7接地，所述运算放大器ut5a的第2引脚通过电阻rt15与隔离放大器amc1200的第6引脚连接，且分别通过非极性电容ct15和电阻rt17与运算放大器ut5a的第1引脚连接，所述运算放大器ut5a的第8引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，且通过非极性电容ct5接地，所述运算放大器ut5a的第4引脚接地，所述运算放大器ut5a的第1引脚与电阻rt13的一端连接，所述电阻rt13的另一端、非极性电容ct12的一端和稳压二极管vt1的阴极均与dsp芯片tms320f2812的第33引脚连接，所述非极性电容ct12的另一端和稳压二极管vt1的阳极均接地。

采用温度检测电路实时采集双余度电机功率板的温度，并输出给dsp芯片tms320f2812，能够用于实现双余度电机功率板的过温保护，可靠性高。

本实施例中，如图17所示，所述rvdt解算电路9包括第一rvdt解算电路9-1和第二rvdt解算电路9-2，所述第一rvdt解算电路9-1和第二rvdt解算电路9-2的电路结构相同且均包括旋变数字转换器ad2s1210、晶振y2、非极性电容c1、非极性电容c2、非极性电容c3、非极性电容c4、非极性电容c5、非极性电容c6、电阻r8和电阻r9，所述晶振y2的一端和非极性电容c5的一端均与旋变数字转换器ad2s1210的第7引脚连接，所述晶振y2的另一端和非极性电容c6的一端均与旋变数字转换器ad2s1210的第8引脚连接，所述非极性电容c5的另一端和非极性电容c6的另一端均接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第2引脚通过电阻r8接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第38引脚通过非极性电容c3接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第39引脚通过非极性电容c2接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第46引脚分别通过非极性电容c1和非极性电容c2接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第5引脚、第19引脚和第40引脚接地，所述旋变数字转换器ad2s1210的第6引脚和第43引脚均与24v到5v电压转换电路2-4的5v电压输出端连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第18引脚与5v到3.3v和1.9v电压转换电路2-5的3.3v电压输出端连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第9引脚通过电阻r9与dsp芯片tms320f2812的第161引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第1引脚、第3引脚、第4引脚、第10引脚、第11引脚和第12引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第66引脚、第42引脚、第51引脚、第84引脚、第148引脚和第144引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第13引脚、第14引脚、第15引脚、第16引脚、第17引脚、第20引脚、第21引脚、第22引脚、第23引脚和第24引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第141引脚、第138引脚、第132引脚、第130引脚、第125引脚、第121引脚、第118引脚、第111引脚、第108引脚和第103引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第25引脚、第26引脚、第27引脚、第28引脚、第29引脚、第30引脚、第31引脚、第32引脚、第33引脚、第34引脚、第35引脚和第36引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第85引脚、第80引脚、第43引脚、第18引脚、第96引脚、第74引脚、第73引脚、第68引脚、第160引脚、第65引脚、第54引脚和第39引脚连接，所述旋变数字转换器ad2s1210的第37引脚、第41引脚、第42引脚、第44引脚、第45引脚、第47引脚和第48引脚依次对应与dsp芯片tms320f2812的第97引脚、第71引脚、第72引脚、第61引脚、第62引脚、第63引脚和第67引脚连接。

具体实施时，rvdt解算电路9采用16位分辨率的旋变数字转换器ad2s1210，其片内集成可编程正弦波振荡器，来为旋变器提供正弦波激励，其rvdt输出正余弦信号，经过旋变数字转换器ad2s1210解算得到电机转子的位置信息。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。