控制器在系统上电时就会初始化，等待上位机的数据命令，运行控制策略、停止运行及实时反馈控制器控制效果和控制器内部参数;当控制器运行出错，会返回错误代码，用于控制器的调试排错。
[0039 ]控制器的控制周期能够达到Ims，能够达到高实时控制的要求。
[0040]控制器采用自适应鲁棒控制算法，轨迹跟踪控制精度高，在跟踪幅值90mm周期2s的标准正弦信号时，控制误差在1.5mm以内，且实验测试表明抗干扰能力较好。
[0041]控制器整体固定在标准控制面板上，固定于控制箱体内，有助于提高系统的稳定性和抗干扰能力。
[0042]上述【具体实施方式】用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于DSP的气动位置伺服控制器，包括DSP处理器模块(1)、信号调理电路板模块(2)、控制器标准接口面板(3)和控制箱(4) ;DSP处理器模块(I)与信号调理电路板模块(2)相连接，固定在控制器标准接口面板(3)上，控制器标准接口面板(3)安装于控制箱(4)内；控制器标准接口面板(3)设有多个标准接口，包括外部输入总电源接口(36)、气压信号接口(31、32、33)、位置传感器信号接口(34)、04阳1信接口4(29)及1^6仿真调试接口4(28)，所述标准接口与信号调理电路板模块(2 )的相应接头连接。2.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述DSP处理器模块(I)，包括DSP处理器(8)、外扩模数转换器(10),外扩数模转换器(6)、CAN通信接口A(5)、JTAG仿真调试接口 A(7)、模拟量输入接口 A( 11)、开关量输出接口 A( 12)、模拟量输出接口B( 13)和DSP电源接口(9) ;DSP处理器(8)是整个控制器的核心，运行控制策略;JTAG仿真调试接口 A(7)用于现场调试和程序下载，CAN通信接口 A(5)用于DSP处理器(8)与外部器件通信，输入控制指令和反馈DSP内部状态量;开关量输出接口 A( 12)采用排线连接方式连接，输出开关量信号;模拟量输入接口 A( 11)采用排线连接，用于输入模拟量信号；外扩模数转换器(10)接收来自模拟量输入接口 A( 11)的模拟量信号，转化成数字信号，送入DSP处理器进行控制策略运算，结果得到的控制量从外扩数模转换器(6)转换成模拟电压信号，从模拟量输出接口 B(13)输出。3.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述信号调理电路板模块(2 )，包括AC-DC电源模块(14)、DC-DC电源模块(15)、DC电源开关接口( 16 )、开关阀功率放大模块(17)、开关阀控制信号接口 A(18)、压力传感器及压力信号调理电路模块(19)、位置传感器信号调理电路及其接口 A(20)，位置传感器信号调理电路及其接口 B(21)、模拟量输出接口 A(22)、位置传感器信号调理电路及其接口 C(23)、开关量输入接口 A(24)、模拟量输入接口A(25)、模拟量输出接口C(26)、AC电源输入接口(27);AC-DC电源模块(14)接入单相220V交流电源，转换为24V直流电，24V直流电为比例方向阀和高速开关阀供电，24V直流电转换为+5V直流电和土 5V直流电，+5为DSP处理器供电，土 5V直流电为位移传感器供电；压力传感器连接至控制器标准接口面板(3)的压力信号接口，输出信号经信号调理后，连接至模拟量输出接口B( 13);开关量输入接口A(24)与DSP处理器模块(I)的开关量输出接口 A(12)采用ISP排线相连，传输开关阀控制器电压信号，信号传输至信号调理器进行功率放大后驱动开关阀动作，用于控制气源通断，附加起保护作用;模拟量输出接口A(22)与模拟量输入接口 A( 11)相连接，传送经滤波后的压力传感器输出的压力信号;模拟量输入接口 B(25)与DSP处理器模块(I)的模拟量输出接口 B(13)相连接，接收到的模拟量信号从模拟量输出接口 C (2 6 )输出至控制器标准接口面板(3 )的比例方向阀接口组(3 5 )，控制比例方向阀。4.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述控制器标准接口面板(3)，包括JTAG仿真调试接口B(28)、CAN通信接口B(29)、开关阀控制信号接口B(30)、气源压力信号接口(31)、气缸无杆腔压力信号接口组(32)、气缸有杆腔压力信号接口组(33)、位置传感器接口组(34)、比例方向阀信号接口组(35)、总电源接口(36)、控制器总电源开关(37)、DSP处理器模块电源开关(38);气压信号接口均采用气动穿板接头;位置传感器接口组(34)用于连接采集气缸活塞杆的位置信号;开关阀控制信号接口 B(30)可同时连接4只开关阀，进行控制阀的开关动作，可用于气源的通断控制;CAN通信接口B(29)、位置传感器接口组(34 )和比例方向阀信号接口组(35 )均采用航空接头的接口形式，方便电连接，且连接可靠稳定;控制器总电源开关(37)用于控制整台控制器的供电；DSP处理器的电源开关(38)用于DSP处理器(8)的复位操作。5.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述的控制箱(4)采用塑料外壳，用于安装控制器核心部件，起保护控制器内部元器件作用。6.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述的信号调理电路板模块(2)与DSP处理器模块(I)通过螺栓连接的机械连接方式连接在一起，信号接口采用ISP排线连接。7.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述的气压信号接口(31、32、33)采用快接式气动穿板接头。8.根据权利要求3所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述的压力传感器及压力信号调理电路模块(19)采用电压型压力传感器，直接固定安装在信号调理电路板模块(2)上。9.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述的标准接口面板模块(3)，同时支持三组比例方向阀控双作用气缸对象进行运动轨迹跟踪控制。10.根据权利要求1所述一种基于DSP的气动位置伺服控制器，其特征在于:所述DSP处理器模块(I)采集来自信号调理电路板模块(2)的信号进行高级气动伺服控制策略运算，实现了基于气动系统复杂非线性模型的自适应鲁棒控制算法，通过实验数据拟合和理论建模配合参数辨识方法建立气动伺服系统的模型，采用Back Stepping方法设计控制算法，解决了控制算法设计中的复杂高阶模型的不匹配性问题，把系统按微分方程划分成若干个子系统，分别逐次为子系统设计期望输入值，并使得系统稳定;此外，为系统增加了基于最小二乘法的在线参数辨识功能，实时辨识系统参数，使得系统轨迹跟踪更精确，控制算法包含鲁棒性项，能够抵御不确定性干扰的影响;输出控制信号经控制器标准接口面板(3)传递给外部执行器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于DSP的气动位置伺服控制器。包括DSP处理器模块、信号调理电路板模块、控制器标准接口面板和控制箱；DSP处理器模块与信号调理电路板相连接，固定在控制器标准接口面板上，控制面板安装固定于控制箱内；控制面板提供了外部电源输入、气压信号、位移传感器信号、CAN通信及仿真调试标准接口，标准接口与控制箱内部的信号调理电路板的电路接头或传感器接头相连接；DSP处理器采集信号进行控制策略运算，输出控制信号经控制器标准接口面板传递给外部执行器。本发明执行速度快，系统的实时性高，运行复杂的伺服运动控制策略，采用CAN总线进行通信，能够进行多主多从通信，方便进行集群协同控制；使用嵌入式微处理器，系统功耗低，结构紧凑。
【IPC分类】F15B21/02
【公开号】CN105650064
【申请号】
【发明人】周超超, 陶国良, 尚策
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月6日