一种基于SOPC技术的机电伺服控制平台的制作方法

文档序号:19154189发布日期:2019-11-16 00:29阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于sopc技术的机电伺服控制平台,其特征在于,包括总线接口、片上控制单元、解码器r/d变换单元、功率驱动单元、a/d采集单元、伺服机构;所述片上控制单元通过总线接口接收控制系统的控制指令,之后采集所述解码器r/d变换单元反馈的电机转速与电机定子位置信息,采集a/d采集单元反馈的uv相电流和作动器位移信号;所述片上控制单元根据接收的控制指令和采集的位置信息与位移信号运行位置环、速度环、电流环控制算法,根据计算结果输出控制信号pwm;控制信号pwm经平台中的功率驱动单元驱动伺服机构运动。

2.如权利要求1所述的机电伺服控制平台,其特征在于,所述平台还包括供电单元、配置单元、电流信号调理、限流单元,所述供电单元负责整个控制系统的供电;所述配置单元由外部存储器构成,用来存储片上控制单元的配置数据、用户数据,配置单元通过专用总线与片上控制单元通信;限流单元接收经过电流信号调理电路的uv相电流,当检测到所述uv相电流超过设定的电流阀值时,输出信号给片上控制单元,片上控制单元根据控制算法关闭输出控制信号,达到保护伺服控制平台的功能。

3.如权利要求2所述的机电伺服控制平台,其特征在于,片上控制单元由基于sopc技术的片上可编程系统组成,包括嵌入式软核、定制ip、hdl单元;其中所述嵌入式软核主要实现控制计算功能,定制ip实现嵌入式软核与外部各功能单元进行交互的功能,以及实现用户的特定定制功能,hdl单元包括组合逻辑与时序逻辑,实现整个伺服控制平台所需的控制逻辑。

4.如权利要求3所述的机电伺服控制平台,其特征在于,所述嵌入式软核由嵌入式core、双口ram、片上bram、debug单元组成,嵌入式core是一个高度集成的处理系统,适用于fpga,数据与代码存储在双口ram或片上bram上,debug单元用于处理系统的功能调试。

5.如权利要求3所述的机电伺服控制平台,其特征在于,所述定制ip包括基于标准总线外设ip和基于标准总线功能ip,基于标准总线外设ip是实现用户所需功能的标准片上外设,不需用户自行开发,包括定时器、数据接口、中断控制、通信接口、gpio;基于标准总线功能ip是能实现用户特定功能的定制ip,包括并行计算模块、pwm模块。

6.如权利要求3所述的机电伺服控制平台,其特征在于,所述hdl单元包括电流保护逻辑、pwm死区插入逻辑、控制时序逻辑;基于标准总线的定制ip通过标准总线与嵌入式软核交互,hdl单元通过io信号与定制ip或嵌入式软核进行交互;所述的定制ip与hdl单元中的各功能模块可根据实际需要添加删减。

7.如权利要求5所述的机电伺服控制平台,其特征在于,并行计算模块根据应用定制成闭环控制算法,包括坐标变换,svpwm算法,滤波算法;pwm模块能够根据应用生成任意路pwm,然后通过pwm死区插入逻辑生成带死区的对称互补pwm。

8.如权利要求1所述的机电伺服控制平台,其特征在于,所述伺服机构包括电机、旋转变压器、作动器以及电位计,其中所述旋转变压器解码r/d变换单元反馈的电机转速与电机定子位置信息。


技术总结
一种基于SOPC技术的机电伺服控制平台,包括总线接口、片上控制单元、解码器R/D变换单元、功率驱动单元、AD采集单元、伺服机构;所述片上控制单元通过总线接口的线路接收控制系统的控制指令,然后片上控制单元采集所述器解码R/D变换单元反馈的电机转速与电机定子位置信息,采集A/D采集单元反馈的UV相电流和作动器位移信号,片上控制单元根据接收到的控制指令和采集的信息运行位置环、速度环、电流环控制算法,根据计算结果输出控制信号PWM;控制信号PWM经平台中的功率驱动单元驱动伺服机构运动,最终实现伺服控制的功能。本发明将SOPC技术用于机电伺服控制平台可以提升设计的系列化、模块化、通用化水平,提高效率,降低成本,具有良好的发展前景。

技术研发人员:李光学;刘海山;王首浩;郭燕红;耿海龙;孙宇伟
受保护的技术使用者:北京精密机电控制设备研究所
技术研发日:2019.08.20
技术公布日:2019.11.15
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