基于数字信号处理的运动控制系统中的I/O功能控制架构的制作方法

文档序号:11518519阅读:500来源:国知局

本发明涉及一种数字信号处理技术在运动控制方面的运用,尤其涉及一种基于数字信号处理的运动控制系统中的i/o功能控制架构。



背景技术:

目前,在工业控制中,多轴联动等工业设计逐渐普及,所谓多轴联动是指在一台机床上的多个坐标轴(包括直线坐标和旋转坐标)上同时进行加工,而且可在计算机数控系统(cnc)的控制下同时协调运动进行。多轴联动加工可以提高空间自由曲面的加工精度、质量和效率。现代数控加工正向高速化、高精度化、高智能化、高柔性化、高自动化和高可靠性方向发展,而多坐标轴数控机床正体现了这一点。

随着加工技术的不断发展和完善,其中包含了程序的编写日益简单,这在很大程度上减轻了工程师们在程序上的计算量,同时也减轻了机床操作者的工作量和提高了生产效率,赢得了成本,多轴联动加工是现代机床的发展方向,体现了一个国家制造业水平的高低。

目前,在很多场合的数字控制系统中实现多轴联动及动作控制(如气缸、液压缸等)的io功能是固定的。不同的应用场合需要不同的硬件/系统软件的设计,所以io接口的功能不一定可以完全适用,所以需要加装接口或改进设计使得成本高,控制模式不够灵活。



技术实现要素:

为了解决上述问题从而设计成本低廉但控制方式灵活的基于数字信号处理的运动控制系统及控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于数字信号处理的运动控制系统中的i/o功能控制架构,包括dsp数字信号处理器模块、输入配置模块、通信模块、输出配置模块、输出模块、继电器输出模块、i\o接口模块、ad转换模块、输入捕捉模块、中断控制模块、编码器模块和int输入模块,所述输入配置模块用于接收i/o接口控制信号且与dsp数字信号处理器模块连接,所述dsp数字信号处理器模块与输出配置模块连接,所述输出配置模块分别与用于实现控制信号输出的输出模块和继电器输出模块连接,所述dsp数字信号处理器模块还与用于对外收发信号的通信模块互连,所述i\o接口模块、ad转换模块、输入捕捉模块、中断控制模块、编码器模块和int输入模块依次与dsp数字信号处理器模块电连接。

本发明的有益效果是:本发明的设计不仅可以根据具体工业运用中的环境(数据量、接口种类、动作控制的种类)进行相应的控制实现,并且可以对命令自动进行自动化识别和自动化动作控制,并且可以不再依靠plc和运动控制卡的实现模式,从而大大降低了硬件成本,进一步的提高了控制模式的灵活程度和灵敏度,在保证以上技术可以实施的同时在输入配置模块中可以根据具体的系统环境设置需要的参与调用的数据接口数量和种类,并且对进行数字信号处理后的数据根据输出模块的种类和数量进行配置并对数据进行输出。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于数字信号处理的运动控制系统的连接框图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明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发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种基于数字信号处理的运动控制系统中的i/o功能控制架构,包括dsp数字信号处理器模块、输入配置模块、通信模块、输出配置模块、输出模块、继电器输出模块、i\o接口模块、ad转换模块、输入捕捉模块、中断控制模块、编码器模块和int输入模块,所述输入配置模块用于接收i/o接口控制信号且与dsp数字信号处理器模块连接,所述dsp数字信号处理器模块与输出配置模块连接,所述输出配置模块分别与用于实现控制信号输出的输出模块和继电器输出模块连接,所述dsp数字信号处理器模块还与用于对外收发信号的通信模块互连,所述i\o接口模块、ad转换模块、输入捕捉模块、中断控制模块、编码器模块和int输入模块依次与dsp数字信号处理器模块电连接。

为了满足各种专机控制的需要,在硬件电路设计中考虑了多种io模式。输入模式有:电平输入、输入捕捉、中断输入、编码器(正交波)输入、ad转换输入等模式;输出模式有:电平输出、继电器输出模式。

根据各种专机控制对io数量需求不同,在io模块设计中,设计了输入模块、输出模块、输入/输出可配置模块,以满足不同io数量需求的控制系统。

基础系统配置可实现8路电平输出+8路继电器输出、24路电平输入、1路rs485串行通信。在基础系统配置外还有6路io通道可根据系统需要配置为:电平输入、电平输出、ad输入、ic输入、int输入、正交波输入、rs485串行通信。

基础系统控制可实现6轴联动控制、8路动作控制(如气缸、液压缸等)、特殊控制功能:1.圆弧轨迹控制;2.螺旋线轨迹控制;3.暂停控制,在基础系统控制外可增加特殊控制功能,需增加控制软件。

系统可满足大部分专机控制需求,并可以通过对输入配置模块进行输入端口的选择和配置实现专机控制应用中输入/输出、ad输入、ic输入、int输入、正交波输入、rs485串行通信在不同的场合有不同的应用。每个输入端口的配置有三个要素,分别为滤波时间、使用/不使用、传感器类型(常开/常闭)。基础系统配置为24路输入,超过24路输入端口为复用端口。如果在输入端口配置使用了,配置系统会自动限制其它(输出、ad输入、ic输入、int输入)端口的配置。反之也然,如果其它端口已配置使用了该端口,输入端口将自动被限制使用该端口。

ad转换通道的配置有三个要素,分别为采样时间、使用/不使用、倍率。ad转换通道为复用端口。此端口配置使用后将限制其它功能的配置使用。

每个输出端口的配置为使用/不使用。基础系统配置为16路输出,超过16路输出端口为复用端口。

其它端口(ic输入、int输入、编码器[encoder]、uart2)等可配置为使用/不使用。所有这些功能端口均为复用端口。

所有端口配置完成后按“确定”按钮,将端口配置数据传送到控制单元重配置端口使用,并且经过数字信号处理后的控制数据会根据输出配置模块对输出端口的种类和数量进行配置、选择后进行输出信号的输出。

以上述依据本发明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发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明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。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种数字信号处理技术在运动控制方面的运用,尤其涉及一种基于数字信号处理的运动控制系统中的I/O功能控制架构,包括DSP数字信号处理器模块、输入配置模块、通信模块、输出配置模块、输出模块、继电器输出模块、I\O接口模块、AD转换模块、输入捕捉模块、中断控制模块、编码器模块和INT输入模块,所述输入配置模块用于接收I/O接口控制信号且与DSP数字信号处理器模块连接,所述DSP数字信号处理器模块与输出配置模块连接,所述输出配置模块分别与用于实现控制信号输出的输出模块和继电器输出模块连接,所述DSP数字信号处理器模块还与用于对外收发信号的通信模块互连。

技术研发人员:赵良;贝绍轶;姚雪莲
受保护的技术使用者:江苏理工学院
技术研发日:2017.05.26
技术公布日:2017.08.18
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