专利名称：一种舵机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字式电动伺服控制领域，更具体地说，涉及一种舵机控制器。
背景技术：
随着永磁新材料的出现、电力电子技术的不断进步，稀土无刷直流电机得到了快速的发展，它具有使用寿命长、体积小、质量轻等很多优点，它将渐渐成为电动舵机的主流，特别适合于对飞行时间、性能、体积等要求特殊的无人机舵机领域。但是，目前无刷直流电机常采用FPGA或者是单片机作为主控芯片，基于FPGA的舵机控制系统中的每个模块功能的实现都是基于相应的软件程序，由于FPGA是基于硬件描述语言工作的，每个模块对应程序中的一个时钟，这样算法实现上较为复杂，使得软件开发周期长，调试难度大，功耗也较大。同时，硬件描述语言是一种较为复杂的语言，控制结构不·灵活，不简洁，适应性差，这样舵机控制系统在软件开发和升级方面有一定困难，阻碍了系统性能的进一步提高。同时，FPGA作为主控芯片控制无刷直流电机的控制器包括的外围电路有低压差电压调节电路、数字通讯电路、信号调理电路及A/D转换电路以及电机驱动电路等较多电路，外围电路结构和连接关系复杂，对系统的稳定性和可靠性有较大影响。并且，由于单片机本身的工作效率较低，因此在算法实现上速度较慢，无法满足舵机控制系统高速实时的控制要求。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种舵机控制器，以实现基于DSP的电路简洁、实时处理、控制算法更优的优点来完成对舵机的伺服控制。一种舵机控制器，包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块，所述第一控制信号控制舵机旋转，所述第二控制信号控制所述舵机的旋转位置；与所述DSP模块相连、接收所述PWM信号和处理后的霍尔信号，依据所述霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置的电机驱动模块。优选地,所述DSP模块具体包括接收所述第一控制信号的第一通信接口模块；接收所述第二控制信号的第二通信接口模块；用于接收并处理所述霍尔信号的霍尔信号处理模块；与所述第一通信接口模块、所述第二通信接口模块和所述霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器。优选地，所述舵机控制器还包括分别与上位机和所述第一通信接口模块相连、接收所述第一控制信号并调理所述第一控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第一信号调理模块。优选地，所述舵机控制器还包括分别与舵机电位器和所述第二通信接口模块相连、接收所述第二控制信号并调理所述第二控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第二信号调理模块。优选地，所述第一通信接口模块具体为接收所述经调理得到的第一控制信号，并将其转换为数字控制信号的第一 A/D采样端口。优选地，所述第二通信接口模块具体为接收所述经调理得到的第二控制信号，并将其转换为数字控制信号的第二 A/D采样端口。优选地，所述第一通信接口模块具体为接收上位机发送的第一控制信号的第一数字通信接口模块。优选地，所述第二通信接口模块具体为接收舵机电位器发送的第二控制信号的第二数字通信接口模块。优选地，所述舵机控制器还包括与上位机相连、接收所述第一控制信号，并对所述第一控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至所述DSP模块的第一信号滤波模块。优选地，所述舵机控制器还包括与舵机电位器相连、接收所述第二控制信号，并对所述第二控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至所述DSP模块的第二信号滤波模块。优选地，所述舵机控制器还包括分别与所述DSP模块和电机驱动模块相连的信号隔离模块，所述信号隔离模块用于隔离所述电机驱动模块产生的电磁干扰，保证所述DSP模块正常工作、接收所述DSP模块正常工作输出的PWM信号并发送给所述电机驱动模块。优选地，所述电机驱动模块进一步包括放大所述PWM信号的自举电路。优选地,所述电机驱动模块具体包括依据所述霍尔信号控制三相桥电路换相、驱动三相桥电路通电的驱动模块；与所述驱动模块相连、输出所述PWM信号使所述舵机旋转到与所述PWM信号相对应位置的三相桥电路。从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供了一种舵机控制器，包括采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块，C语言是一种程序设计结构化的语言，它的运算符种类和数据结构类型丰富，控制结构和书写较为灵活，因此专业人士可以通过不断地改进控制算法来提高舵机控制系统的系统性能，这种改进只涉及软件，不更改或很少更改硬件，因而更容易实现舵机控制器的升级。同时，所述舵机控制系统仅由DSP模块和电机驱动模块组成，没有连接关系复杂的外围电路，而DSP模块虽有外围电路，但数量也很少，连接关系也简单，因此增强了系统的稳定性和可靠性。并且，DSP模块中的DSP芯片本身具有实时处理控制信号的功能，工作效率是单片机的十倍，这样使得舵机在算法实现上速度加快，满足舵机控制系统高速实时的控制要求。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。图I为本实用新型实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图2为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图3为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图4为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图5为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图6为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图7为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图8为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图；图9为本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型实施例公开了一种舵机控制器，以实现基于DSP的电路简洁、实时处理、控制算法更优的优点来完成对舵机的伺服控制。一种舵机控制器，如图I所示，包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；所述第一控制信号是与DSP模块相连的上位机发送的，用来控制舵机旋转，所述第二控制信号是与DSP模块相连的舵机电位器发送的，用来控制所述舵机的旋转位置；与DSP模块101相连、接收PWM信号和处理后的霍尔信号，依据霍尔信号驱动舵机旋转到与PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。从上述实施例可以看出，本实用新型提供了一种舵机控制器，它包括采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101，C语言是一种程序设计结构化的语言，它的运算符种类和数据结构类型丰富，控制结构和书写较为灵活，因此专业人士可以通过不断地改进控制算法来提高舵机控制系统的系统性能，这种改进只涉及软件，不更改或很少更改硬件，因而更容易实现舵机控制器的升级。同时，所述舵机控制系统仅由DSP模块101和电机驱动模块102组成，没有连接关系复杂的外围电路，而DSP模块101虽有外围电路，但数量也很少，连接关系也简单，因此增强了系统的稳定性和可靠性。并且，DSP模块101中的DSP芯片本身具有实时处理控制信号的功能，工作效率是单片机的十倍，这样使得舵机在算法实现上速度加快，满足舵机控制系统高速实时的控制要求。专业工程人员在实际操作舵机控制器中，需要基于DSP实现接收控制信号，接收和处理霍尔信号，获取PWM信号，因此，本实用新型另一实施例还公开了一种舵机控制器，如图2所示,包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；其中，所述DSP模块101具体包括 接收第一控制信号的第一通信接口模块11 ；接收第二控制信号的第二通信接口模块12 ；用于接收并处理所述霍尔信号的霍尔信号处理模块13 ；与第一通信接口模块、第二通信接口模块和霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器14。与DSP模块101相连、接收PWM信号和处理后的霍尔信号，依据霍尔信号驱动舵机旋转到与PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。第一通信接口模块11接收的第一控制信号是由上位机发送的，专门控制舵机旋转的，而第二通信接口模块12接收的第二控制信号是由舵机电位器发送的，控制舵机的旋转位置的。霍尔信号处理模块13接收由舵机中的转子位置传感器发送的霍尔信号，并依据三相桥电路的换相规律处理霍尔信号，然后将处理后的霍尔信号输出给PWM发生器14，PWM发生器14采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号，并输出控制电机驱动模块。PWM发生器14计算得到的PWM信号是通过对第一控制信号和第二控制信号的电压差值采用C语言编程实现的PID控制算法进行运算，运算结果作为PWM信号的占空比。同时，DSP模块的PWM发生器中的DSP可以采用TMS320F2812芯片，TMS320F2812芯片上集成了两个事件管理模块，每个事件管理模块可以同时产生8路PWM信号，满足舵机中无刷直流电机的控制需要。本实用新型另一实施例公开的一种舵机控制器，在该舵机控制器中，DSP模块101不仅包括第一通信接口模块11、第二通信接口模块12、霍尔信号处理模块13和PWM发生器14，还包括较为简单的外围电路，比如说晶振、DSP芯片复位和DSP程序烧写接口，这些外围电路连接关系简单，在舵机控制器的工作中起到了辅助的作用，这里将不做赘述。当第一通信接口接收到上位机发送的第一控制信号和第二通信接口接收到舵机电位器发送的第二控制信号都为模拟控制信号时，本实用新型另一实施例还公开了一种舵机控制器，如图3所示，除了包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；其中，DSP模块101具体包括接收第一控制信号的第一通信接口模块11，第一通信接口模块11具体为接收经调理得到的第一控制信号，并将其转换为数字控制信号的第一 A/D采样端口 111 ;接收第二控制信号的第二通信接口模块12，第二通信接口模块12具体为接收经调理得到的第二控制信号，并将其转换为数字控制信号的第二 A/D采样端112 ；[0072]用于接收并处理霍尔信号的霍尔信号处理模块13 ；与第一通信接口模块、第二通信接口模块和霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器14 ；与DSP模块101相连、接收所述PWM信号和处理后的霍尔信号，依据所述霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。还包括分别与上位机和第一通信接口模块11相连、接收第一控制信号并调理第一控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第一信号调理模块103 ；分别与舵机电位器和第二通信接口模块12相连、接收第二控制信号并调理第二控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第二信号调理模块104。当上位机发送第一控制模拟信号、舵机电位器发送第二控制模拟信号后，分别由第一信号调理模块103和第二信号调理模块104接收，并将第一控制模拟信号和第二控制模拟信号的电压值分别调理至满足DSP模块中的第一 A/D采样端口 111和第二 A/D采样端口 112所要求的电压值后输出。第一 A/D采样端口 111和第二 A/D采样端口 112接收所述经调理得到的第一控制信号和第二控制信号并将其转换为数字控制信号后，输出给PWM发生器。PWM发生器再采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号，并输出给电机驱动模块，电机驱动模块依据霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置。在上述实施例公开的舵机控制器中，DSP模块中的第一 A/D端口和第二 A/D端口能接收的模拟信号输入范围为(T3V，而输入的第一控制模拟信号和第二控制模拟信号的变化范围为-IOV +10V，所以要对输入的信号进行调理，把-10疒+IOV信号调理到(T3V范围。同时，第一信号调理模块和第二信号调理模块中的信号调理电路可以采用TLV2372运算放大器组成。当第一通信接口接收到上位机发送的第一控制信号和第二通信接口接收到舵机电位器发送的第二控制信号都为数字控制信号时，本实用新型另一实施例还公开了一种舵机控制器，如图4所示，包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；其中，DSP模块101具体包括接收第一控制信号的第一通信接口模块11，当上位机发送的第一控制信号为数字控制信号时，第一通信接口模块11具体为第一数字通信接口模块121 ；接收第二控制信号的第二通信接口模块12，当舵机电位器发送的第二控制信号为数字控制信号时，第二通信借口模块12具体为第二数字通信接口模块122 ；用于接收并处理霍尔信号的霍尔信号处理模块13 ；与第一通信接口模块、第二通信接口模块和霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器14 ；与DSP模块101相连、接收所述PWM信号和处理后的霍尔信号，依据所述霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。当上位机发送的第一控制信号和舵机电位器发送的第二控制信号都为数字控制信号时，分别直接发送给DSP模块的第一数字通信接口模块121和第二数字通信接口模块122，经由第一数字通信接口模块122和第二数字通信接口模块122输入至PWM发生器14，PWM信号的PWM发生器14再采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号，因此实现了上位机与DSP模块和舵机与DSP模块之间的通信。在上述实施例公开的舵机控制器中，第一数字通信接口模块和第二数字通信接口模块可以采用RS-422串行通信总线标准，加快了信号中数据的传输速度，使得DSP模块的工作效率更高。同时，为了更好地实现上位机和舵机电位器与DSP模块之间的通信，数字通信接口模块的通信控制芯片可以选用MAX1490AEPG芯片。一般情况下，当上位机与舵机分别发送的第一控制信号和第二控制信号都为模拟信号，并且其中都包含了大量 的高频干扰噪声时，工作人员为了保证DSP模块检测到的第一控制信号和第二控制信号更加的准确，从而计算输出的PWM信号的占空比更加准确，本实用新型另一实施例还公开了一种舵机控制器，如图5所示，除了包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；其中，DSP模块101具体包括接收第一控制信号的第一通信接口模块11，第一通信接口模块11具体为接收经调理得到的第一控制信号，并将其转换为数字控制信号的第一 A/D采样端111 ;接收第二控制信号的第二通信接口模块12，第二通信接口模块12具体为接收经调理得到的第二控制信号，并将其转换为数字控制信号的第二 A/D采样端112 ；用于接收并处理霍尔信号的霍尔信号处理模块13 ；与第一通信接口模块、第二通信接口模块和霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器14 ；与DSP模块101相连、接收所述PWM信号和处理后的霍尔信号，依据所述霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。分别与上位机和第一 A/D米样端111相连、接收第一控制信号并调理第一控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第一信号调理模块103 ；分别与舵机电位器和第二 A/D采样端112相连、接收第二控制信号并调理第二控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第二信号调理模块104。还包括分别与上位机和第一信号调理模块103相连、接收第一控制信号，并对第一控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至第一信号调理模块103，进而传输至DSP模块的第一 A/D米样端111的第一信号滤波模块105 ；分别与舵机电位器和第二信号调理模块104相连、接收第二控制信号，并对第二控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至第二信号调理模块104，进而传输至DSP模块的第二 A/D采样端112的第二信号滤波模块106。在上述实施例公开的舵机控制器中，当上位机和舵机电位器发送的-IOV +IOV的第一控制信号和第二控制信号中包含了大量的高频干扰噪声，因此首先需要第一信号滤波模块105和第二信号滤波模块106对第一控制信号和第二控制信号进行低通滤波，具体地可以采用RC低通滤波器对第一控制信号和第二控制信号进行低通滤波，以除去其中的高频干扰噪声，使得传输至DSP模块的控制信号更加准确，从而计算输出的PWM信号的占空比更加准确。同样地，当上位机与舵机分别发送的第一控制信号和第二控制信号都为数字信号，并且其中都包含了大量的高频干扰噪声时，本实用新型实施例还公开了一种舵机控制器，如图6所示，除了包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；其中，DSP模块101具体包括 接收第一控制信号的第一通信接口模块11，第一通信接口模块11具体为第一数字通信接口模块121 ;接收第二控制信号的第二通信接口模块12，第二通信接口模块12具体为第二数字通信接口模块122 ；用于接收并处理霍尔信号的霍尔信号处理模块13 ；与第一通信接口模块、第二通信接口模块和霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器14 ；与DSP模块101相连、接收所述PWM信号和处理后的霍尔信号，依据所述霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。还包括分别与上位机和DSP模块中的第一数字通信接口模块121相连、接收第一控制信号，并对第一控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至DSP模块的第一数字通信接口模块121的第一信号滤波模块105 ；分别与舵机电位器和DSP模块中的第二数字通信接口模块122相连、接收第二控制信号，并对第二控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至DSP模块的第二数字通信接口模块122的第二信号滤波模块106。在本实施例公开的舵机控制器中，上位机和舵机电位器发送的第一控制信号和第二控制信号首先经过第一信号滤波模块105和第二信号滤波模块106的低通滤波，以得到无干扰的信号后，分别直接传输至第一数字通信接口模块121和第二数字通信接口模块122，这里的第一信号滤波模块和第二信号滤波模块可以采用数字滤波器。由于DSP模块处理高频数字信号，比较敏感容易受外界电磁干扰。而无刷直流电机驱动电路采用三相桥结构，用PWM信号控制功率管的开通关断，这种高速开关的工作方式，将会产生一定的电磁干扰，为了避免这种干扰，使得DSP模块能够正常工作，本实用新型另一实施例还公开了一种舵机控制器，如图7所示，除了包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；与DSP模块101相连、接收所述PWM信号和处理后的霍尔信号，依据所述霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。还包括分别与DSP模块和电机驱动模块相连的信号隔离模块107，所述信号隔离模块107用于隔离电机驱动模块产生的电磁干扰保证DSP模块正常工作、接收DSP模块正常工作输出的PWM信号并发送给电机驱动模块102。[0121]在上述实施例公开的舵机控制器中，信号隔离模块107可以采用ADUM1400信号隔离芯片对DSP输出的PWM控制信号和电机驱动模块102中的电路产生的电磁干扰进行隔离，以保证DSP模块的正常工作。除了 DSP模块处理高频数字信号比较敏感容易受外界电磁干扰，第一、第二信号滤波模块以及第一、第二信号调理模块处理的都是弱控制信号，也比较敏感容易受外界电磁干扰。因此，在实际操作过程中，舵机控制器也可以包括分别与第一、第二信号滤波模块和第一、第二信号调理模块相连的信号隔离模块，所起的作用与上述信号隔离模块107相同，这里将不做赘述。本实用新型另一实施例还公开了一种舵机控制器，以实现基于DSP的电路简洁、实时处理、控制算法更优的优点来完成对舵机的伺服控制。一种舵机控制器，如图8所示，包括
·[0125]接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；其中，DSP模块101具体包括接收第一控制信号的第一通信接口模块11；接收第二控制信号的第二通信接口模块12；用于接收并处理所述霍尔信号的霍尔信号处理模块13 ；与第一通信接口模块、第二通信接口模块和霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器14 ；与DSP模块101相连、接收PWM信号和处理后的霍尔信号，依据霍尔信号驱动舵机旋转到与PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。其中，所述电机驱动模块102具体包括依据霍尔信号控制三相桥电路换相、驱动三相桥电路通电的驱动模块15 ；与驱动模块15相连、输出PWM信号使舵机旋转到与PWM信号相对应位置的三相桥电路16。在上述实施例公开的舵机控制器中，功率开关管IRFR3710组成三相桥电路16，驱动模块15中的驱动芯片IRS2136D驱动三相桥电路16中的功率开关管的上下桥臂工作，以实现对无刷直流伺服电机的驱动，使舵机旋转到与PWM信号相对应的位置。三相桥电路输出信号为脉宽调制信号，根据电机特性或应用情况的不同，可以为双极性脉宽调制信号或单极性脉宽调制信号，分别满足舵系统快速性需求或低功耗需求。另外，如图7公开的实施例，DSP模块处理的高频数字信号比较敏感容易受外界电磁干扰，此时需要信号隔离模块隔离外界的电磁干扰，而信号隔离模块输出PWM控制信号较弱时，本实用新型实施例还公开了一种舵机控制器，如图9所示，除了包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块101 ；其中，DSP模块101具体包括接收第一控制信号的第一通信接口模块11 ；接收第二控制信号的第二通信接口模块12；用于接收并处理所述霍尔信号的霍尔信号处理模块13 ；[0141]与第一通信接口模块、第二通信接口模块和霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器14 ；与DSP模块101相连、接收PWM信号和处理后的霍尔信号，依据霍尔信号驱动舵机旋转到与PWM信号相对应的位置的电机驱动模块102。其中，电机驱动模块102除了包括依据霍尔信号控制三相桥电路换相、驱动三相桥电路通电的驱动模块15 ；与驱动模块15相连、输出PWM信号使舵机旋转到与PWM信号相对应位置的三相桥电路16。还包括放大所述PWM信号的自举电路17 ；还包括分别与DSP模块和电机驱动模块相连的信号隔离模块107，所述信号隔离模块107用于隔离电机驱动模块产生的电磁干扰保证DSP模块正常工作、接收DSP模块正常工作输出的PWM信号并发送给电机驱动模块102。在上述实施例公开的舵机控制器中，电机驱动模块中的自举电路17将信号隔离模块107输出较弱的PWM信号放大为能驱动三相桥电路16中功率开关管的上下桥臂工作的驱动信号，使驱动模块15依据霍尔信号控制三相桥电路换相、驱动三相桥电路通电,输出PWM信号使舵机旋转到与PWM信号相对应位置。为了保证每个模块的正常工作，都需要有电能供应给每个模块，因此，在上述所有公开的实施例中，每个模块都需要与电源模块相连，比如在工作过程中，上级系统提供+28V的无刷直流电机工作电源给舵机控制器和舵机，电源模块中定制的电源转换模块与低压差电压调节电路对上级提供的+28V供电进行变换，得到舵机控制器和舵机电位器工作所需的低电压值，对每个模块的工作电压提供了保护。同时，电源模块还有滤波的作用，将无干扰的电压信号提供给每个工作模块，以保证每个模块的正常工作。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种舵机控制器，其特征在于，包括 接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块，所述第一控制信号控制舵机旋转，所述第二控制信号控制所述舵机的旋转位置； 与所述DSP模块相连、接收所述PWM信号和处理后的霍尔信号，依据所述霍尔信号驱动舵机旋转到与所述PWM信号相对应的位置的电机驱动模块。
2.根据权利要求I所述的舵机控制器，其特征在于，所述DSP模块具体包括 接收所述第一控制信号的第一通信接口模块； 接收所述第二控制信号的第二通信接口模块； 用于接收并处理所述霍尔信号的霍尔信号处理模块； 与所述第一通信接口模块、所述第二通信接口模块和所述霍尔信号处理模块相连、采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的PWM发生器。
3.根据权利要求2所述的舵机控制器，其特征在于，还包括 分别与上位机和所述第一通信接口模块相连、接收所述第一控制信号并调理所述第一控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第一信号调理模块。
4.根据权利要求2所述的舵机控制器，其特征在于，还包括 分别与舵机电位器和所述第二通信接口模块相连、接收所述第二控制信号并调理所述第二控制信号的电压值至满足预设要求并传输的第二信号调理模块。
5.根据权利要求3所述的舵机控制器，其特征在于，所述第一通信接口模块具体为 接收所述经调理得到的第一控制信号，并将其转换为数字控制信号的第一 A/D采样端□。
6.根据权利要求4所述的舵机控制器，其特征在于，所述第二通信接口模块具体为 接收所述经调理得到的第二控制信号，并将其转换为数字控制信号的第二 A/D采样端□。
7.根据权利要求2所述的舵机控制器，其特征在于，所述第一通信接口模块具体为 接收上位机发送的第一控制信号的第一数字通信接口模块。
8.根据权利要求2所述的舵机控制器，其特征在于，所述第二通信接口模块具体为 接收舵机电位器发送的第二控制信号的第二数字通信接口模块。
9.根据权利要求I或5所述的舵机控制器，其特征在于，还包括 与上位机相连、接收所述第一控制信号，并对所述第一控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至所述DSP模块的第一信号滤波模块。
10.根据权利要求I或6所述的舵机控制器，其特征在于，还包括 与舵机电位器相连、接收所述第二控制信号，并对所述第二控制信号中的高频噪声信号进行低通滤波，并将其传输至所述DSP模块的第二信号滤波模块。
11.根据权利要求I所述的舵机控制器，其特征在于，还包括 分别与所述DSP模块和电机驱动模块相连的信号隔离模块，所述信号隔离模块用于隔离所述电机驱动模块产生的电磁干扰，保证所述DSP模块正常工作、接收所述DSP模块正常工作输出的PWM信号并发送给所述电机驱动模块。
12.根据权利要求I所述的舵机控制器，其特征在于，所述电机驱动模块进一步包括放大所述PWM信号的自举电路。
13.根据权利要求I所述的舵机控制器，其特征在于，所述电机驱动模块具体包括 依据所述霍尔信号控制三相桥电路换相、驱动三相桥电路通电的驱动模块； 与所述驱动模块相连、输出所述PWM信号使所述舵机旋转到与所述PWM信号相对应位置的三相桥电路。
专利摘要本实用新型公开了一种舵机控制器，包括接收第一控制信号和第二控制信号，接收并处理霍尔信号，采用C语言算法计算所述第一控制信号和第二控制信号的电压差值得到PWM信号的DSP模块和电机驱动模块。首先，本实用新型利用C语言的灵活性，更容易实现舵机控制器的升级；其次，舵机控制系统仅由DSP模块和电机驱动模块组成，没有连接关系复杂的外围电路，增强了系统的稳定性和可靠性；再次，DSP模块中的DSP芯片本身具有实时处理控制信号的功能。因此，本实用新型公开的舵机控制器可实现基于DSP的电路简洁、实时处理、控制算法更优的优点来完成对舵机的伺服控制。
文档编号G05B19/042GK202794931SQ20122041862
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者吴贵成, 杨德良, 朱振娟, 龙超, 张靖, 彭继斌 申请人:中国航天科技集团公司烽火机械厂