电机控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电机控制装置，包括主控模块、4个四通道D/A转换模块#1-#4，16个电压-电流转换模块#1-#16，和16个电流检测模块#1-#16，所述电机控制装置包括微处理器，微处理器与4个四通道D/A转换模块相连，每个四通道D/A转换模块的输出端分别与一个电压电流转换单元相连，16个电压电流转换单元接入直流永磁球形电机的16个线圈中，所述电流检测电路与微处理器相连，所述输出电流还应与电流检测电路相连，所述输入模块与微处理器相连，所述显示模块与微处理器相连。本发明具有能实现多自由度控制、机构简单、输出驱动电流精度高、控制效率高的优点。
【专利说明】电机控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电机领域，具体涉及一种电机控制装置。
【背景技术】
[0002]伴随社会进步和科技发展，单自由度电机已经不能满足工业需求，以球形电机为代表的多自由度电机正在被广泛的研究中，直流永磁球形电机因其结构特殊，其控制结构不同于往常电机的控制装置，目前基于直流永磁球形电机的驱动都是基于电流的驱动。直流永磁球形电机作为一种多自由度执行元件，其输出轴的末端能够在工作空间内实现多自由度运动。因此需要独立操作永磁球形电机上的每组线圈。驱动电流的精度极大的影响到电机的转矩和三自由度的轨迹。
[0003]目前，业内需要一种能够让直流永磁球形电机完成多自由度运动的高精度控制器。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现多自由度控制、机构简单、输出驱动电流精度高、控制效率高的优点。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种电机控制装置，包括主控模块、4个四通道D/A转换模块16个电压-电流转换模块#1_#16，和16个电流检测模块#1_#16，所述电机控制装置包括微处理器，微处理器与4个四通道D/A转换模块相连，每个四通道D/A转换模块的输出端分别与一个电压电流转换单元相连，16个电压电流转换单元接入直流永磁球形电机的16个线圈中,所述电流检测电路与微处理器相连，所述输出电流还应与电流检测电路相连，所述输入模块与微处理器相连，所述显示模块与微处理器相连。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进:
所述微处理器与4个四通道D/A模块通过SPI接口相连，控制器输出控制字驱动四通道D/A模块产生四路独立的控制电压。
[0007]所述四通道D/A模块的输出端分别和4个电压电流转换单元相连，控制电压经过电压电流转换模块，产生相应的驱动电流。
[0008]所述电压电流转换单元分别与球形电机的16个空心线圈相连，产生电流用以驱动电机运动。
[0009]所述电流检测模块分别于进入电机的线圈相连，用以检测进入线圈的电流，电流信号回送给微处理器进行闭环控制以及送至显示模块。
[0010]所述输入模块与微处理器相连，用以接受用户的输入。
[0011 ] 所述显示模块与微处理器相连，用以显示当前用户的设置和输入的驱动电流。
[0012]所述电流检测电路与电压电流转换模块的输出相连，电流检测电路与微处理器的AD接口相连。
[0013]本发明具有下述优点:本发明包括主控模块、4个四通道D/A转换模块16个电压-电流转换模块和16个电流检测模块#1-#16，所述电机控制装置包括微处理器，微处理器与4个四通道D/A转换模块相连，每个四通道D/A转换模块的输出端分别与一个电压电流转换单元相连，16个电压电流转换单元接入直流永磁球形电机的16个线圈中，所述电流检测电路与微处理器相连，所述输出电流还应与电流检测电路相连，所述输入模块与微处理器相连，所述显示模块与微处理器相连。本发明具有能实现多自由度控制、机构简单、输出驱动电流精度高、控制效率高的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0015]图1为本发明实施例的立体结构示意图。
[0016]图2为本发明实施例中多通道D/A转换与微处理器连接示意图。
[0017]图3为本发明实施例中电流检测模块的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]如图1所示，本实施例的电机控制装置包括包括主控模块、4个四通道D/A转换模块#1-#4，16个电压-电流转换模块#1_#16，和16个电流检测模块#1_#16，所述电机控制装置包括微处理器，微处理器与4个四通道D/A转换模块相连，每个四通道D/A转换模块的输出端分别与一个电压电流转换单元相连，16个电压电流转换单元接入直流永磁球形电机的16个线圈中，所述电流检测电路与微处理器相连，所述输出电流还应与电流检测电路相连，所述输入模块与微处理器相连，所述显示模块与微处理器相连。
[0020]本实施例中，主控模块采用具体型号为TMS320LF2407A的DSP芯片实现，DSP芯片以及外围电路组成DSP最小工作电路。
[0021]本实施例中，四通道D/A转换模块4采用型号为DAC7714U的4通道12位串行输入D/A转换芯片，输入端口 SPISMO与微处理器相连，四通道D/A转换模块4包含4个输出通道⑴^!-。^^)。对应的，本实施例一共包含16个电压电流转换单元，分别与4个四通道D/A转换模块的输出通道0UT1-0UT4相连。
[0022]如图2所示，四通道D/A转换模块4采用型号为DAC7714U的4通道12位串行输入D/A转换芯片，输入端口 SPISMO与控制器相连，每个四通道D/A转换模块4包含4个输出通道⑴^!-。^^)。对应的，本实施例一共包含16个电压电流转换单元，分别与每个四通道D/A转换模块的输出通道0UT1-0UT4相连。
[0023]本实施例中，电压电流转换模块的输入端与四通道D/A转换模块相连，16组电压电流转换电路放大输出为直流永磁球形电机的驱动电流。
[0024]本实施例中，电流检测模块采用LTS6-NP电流霍尔传感器实现，16个电流检测模块的输入端分别与电压电流转换模块的输出相连，电压电流转换模块输出的电流经过LTS6-NP后，被转换成0-5V模拟电压输出，每个电流检测模块与DSP的ADCIN0-ADCIN15相连，被采集到微处理器中进行反馈控制以及电流实时显示。
[0025]参见图3，本实施例中电流检测模块，输入端由I引脚采集，4引脚流出，7引脚为检测出的0-5V模拟电压，与微处理器的一个AD采集通道相连。
[0026]本实施例的工作过程如下:在直流永磁球形电机运行过程中，由输入模块输入坐标的输入信息，微处理器进行计算算出每个线圈的电流，同时将电流值改写成对应每个四通道D/A转换模块的控制字，通过DSP的SPI接口写入四通道D/A转换模块#1_#4中，驱动四通道D/A转换模块获得每个四通道D/A转换模块输出的模拟电压；每个四通道D/A转换模块的各个模拟电压被接入各个电压电流转换模块电压电流转换模块将各个模拟电压被转换成对应的驱动电流；每路驱动电流被电流检测模块采集，电流检测模块将对应的电流值转换成对应的模拟电压值，模拟电压值被微处理器的AD米样模块采集，送作为反馈量进行控制，同时将实时电流和用户输入的设置信息送入显示模块进行显示。当需要改变坐标时，只需在输入模块中重新设定目标坐标，上述过程将被重新执行，完成直流永磁球形电机的运动控制。
[0027]以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种电机控制装置，其特征在于:包括主控模块、4个四通道D/A转换模块#1-#4，16个电压-电流转换模块#1_#16，和16个电流检测模块#1-#16，所述电机控制装置包括微处理器，微处理器与4个四通道D/A转换模块相连，每个四通道D/A转换模块的输出端分别与一个电压电流转换单元相连，16个电压电流转换单元接入直流永磁球形电机的16个线圈中，所述电流检测电路与微处理器相连，所述输出电流还应与电流检测电路相连，所述输入模块与微处理器相连，所述显示模块与微处理器相连。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于:所述微处理器与4个四通道D/A模块通过SPI接口相连，控制器输出控制字驱动四通道D/A模块产生四路独立的控制电压； 所述四通道D/A模块的输出端分别和4个电压电流转换单元相连，控制电压经过电压电流转换模块，产生相应的驱动电流； 所述电压电流转换单元分别与球形电机的16个空心线圈相连，产生电流用以驱动电机运动； 所述电流检测模块分别于进入电机的线圈相连，用以检测进入线圈的电流，电流信号回送给微处理器进行闭环控制以及送至显示模块； 所述输入模块与微处理器相连，用以接受用户的输入； 所述显示模块与微处理器相连，用以显示当前用户的设置和输入的驱动电流。
3.根据权利要求2所述的电机控制装置，其特征在于:所述电流检测电路与电压电流转换模块的输出相连，电流检测电路与微处理器的AD接口相连。
【文档编号】H02P7/00GK104362912SQ201410531362
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】李丽娟, 王建武 申请人:中山市鸿程科研技术服务有限公司