[發明專利]一種基于RCP與DSP運動控制器的設計方法

有效

• 申請號: 200910045229.6
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101706648A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 易建軍;陳昌明;趙少華;王巍巍;袁野
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

1.一種基于RCP與DSP的運動控制器的設計方法，其特征在于，

該基于RCP與DSP的運動控制器的DSP芯片通過SPI串行總線與DA連接，DA與伺服控制器相連；伺服控制器通過50針的數據線與伺服電機相連；光電編碼器通過物理線路將位移信號與DSP芯片的QEP采集模塊的引腳進行連接以實現位移信號的采集；力傳感器將采集到的力值信號通過物理線路與信號放大器進行連接，放大后的信號通過物理線路與DSP芯片的AD采集模塊進行連接，進行AD轉換；打印機模塊通過RS232串口與DSP芯片連接；實時時鐘模塊通過SPI串行總線與DSP芯片連接；鍵盤模塊通過I2C總線與DSP芯片連接；LCD模塊通過GPIO口與DSP芯片連接；電源模塊通過物理線路與DSP芯片連接；

所述力傳感器在力值信號的采集電路中用濾波電路來消除信號中的噪聲，在模擬信號采集中采用自校準的方式，在程序上使用過采樣對采集的值進行處理；

伺服電機的速度變化是通過調節發送給伺服放大器的電壓大小而實現的：要進行定速度控制，先要使能伺服放大器，這是通過控制GPIOB2使放大器的SRV-ON為1而讓電機通電，進入伺服使能狀態，然后是電機的模式選擇，通過控制GPIOB1使C-MODE為0，當參數Pr02＝5時，輸入0速度控制，輸入1轉矩控制；然后控制GPIOB0保證伺服放大器的ZEROSPD在正常運行狀態下，當DA輸出電壓為0時，電機靜止，當DA輸出為正電壓時，伺服電機相應的正傳，而DA輸出負電壓時電機反轉；在這個PID控制閉環中，執行器是通過SPI發送16數值然后改變DA輸出電壓控制伺服放大器而實現伺服電機的不同轉速，反饋信號是通過光柵編碼器采集到材料試驗機工作臺的位移信號，然后以脈沖的形式反饋給DSP芯片的QEP口，通過算法計算出當前材料試驗機?工作臺的速度；將計算的速度與設定的速度進行對比，通過PID控制算法得到一個反饋的控制信號，這樣就可以使實際的速度與設定速度達到高度一致，實現速度反饋控制；

設計方法的具體步驟為：

(1)運動控制算法設計與仿真：在Matlab/Simulink中調用對應DSP芯片以及所需要的芯片的各個模塊，結合Simulink中相關控制模塊搭建出系統控制模型，利用Simulink強大的仿真功能，對搭建好的系統控制模型進行實時仿真，調節相應的控制參數，直到在仿真中達到控制要求；

(2)自動代碼轉換：利用自動代碼生成功能將仿真好的控制模型轉換成需要的代碼，同時設置好要生成代碼的類型，生成對應的控制代碼，并自動將代碼轉到CCS開發環境中；

(3)代碼移植：將運動控制代碼在CCS開發環境中進行綜合，修改后移植到嵌入式實時操作系統中；

(4)驗證：將CCS環境中生成的二進制代碼通過SEEDXDS-usb2.0仿真編程器，下載到通用運動控制器的處理器中，進行實際對象的在線運動控制，并且做好數據記錄工作；

(5)信息反饋：將記錄的數據與期望的控制輸入進行對比，將對比結果反饋到Simulink中的控制模型中，如果實際結果和期望值有所出入，則相應的對Simul?ink中的系統控制模型或者系統參數進行修改；

(6)重復以上步驟調節控制器的各個參數，完善整個運動控制器。?