[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙CPU組合形式的運(yùn)動(dòng)控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210047399.X
• 申請(qǐng)日: 2012-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102591250A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)義;鄔惠峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/18
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/18
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?一種雙CPU組合形式的運(yùn)動(dòng)控制器，包括控制模塊、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊、通信模塊、輸入輸出模塊和電源模塊，其特征在于：控制模塊為運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊、輸入輸出模塊提供控制信號(hào)；通信模塊為控制模塊與外界通信提供接口；電源模塊為控制模塊、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊、通信模塊、輸入輸出模塊提供穩(wěn)定的電流，保證各個(gè)模塊正常工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于：所述的控制模塊由主CPU和從CPU組成，主CPU和從CPU之間通過(guò)握手的方式交互數(shù)據(jù)和命令；主CPU負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)反饋與邏輯控制，從CPU負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制輸出，主CPU和從CPU協(xié)同合作，共同完成控制任務(wù)；控制器采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，保證對(duì)電機(jī)的控制精度；控制器的運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程采用梯形圖進(jìn)行編程。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于：主CPU和從CPU之間的握手方式包括：?jiǎn)蝹€(gè)IO命令快速傳遞、組合IO命令快速傳遞和通訊方式數(shù)據(jù)命令傳遞。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于：主CPU主要負(fù)責(zé)以下任務(wù)：

A.對(duì)從CPU發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，確定控制器發(fā)送脈沖的狀態(tài)；

B.接收電機(jī)的反饋信號(hào)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)位置校正；

C.給從CPU發(fā)送控制信號(hào)和參數(shù)；

D.接收外圍輸入模塊的信號(hào)；

E.處理邏輯關(guān)系，進(jìn)行邏輯判斷；

F.根據(jù)邏輯判斷將輸出信號(hào)輸出到輸出模塊；

G.負(fù)責(zé)與上位機(jī)或者外圍設(shè)備進(jìn)行通訊。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于：從CPU主要負(fù)責(zé)以下任務(wù)：

a.接收主CPU的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與命令；

b.根據(jù)需要進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算；

c.輸出PWM控制信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于：控制器采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，從CPU的PWM信號(hào)輸出與主CPU計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)形成閉環(huán)，用于控制從CPU發(fā)送脈沖的狀態(tài)及發(fā)送脈沖的數(shù)量；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的反饋與主CPU位置信息采集形成閉環(huán)，用于確定被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)精度。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于：控制器采用梯形圖內(nèi)嵌運(yùn)動(dòng)控制算法，實(shí)現(xiàn)利用梯形圖對(duì)運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程進(jìn)行編程，具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

整個(gè)控制器的軟件由三層架構(gòu)組成：Bootload、引擎與梯形圖；

所述的Bootload用于引導(dǎo)引擎與梯形圖的下載，實(shí)現(xiàn)控制器的在線更新功能；

所述的引擎分為主CPU引擎與從CPU引擎，主CPU引擎負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)梯形圖指令，并為梯形圖指令提供調(diào)用的接口，從CPU引擎負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的輸出；

所述的梯形圖是由用戶(hù)根據(jù)需要設(shè)計(jì)，用以實(shí)現(xiàn)具體的邏輯控制功能與運(yùn)動(dòng)過(guò)程控制。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于：控制器的通信模塊由串口通信單元與CAN通信單元組成，串口通信單元用于更新程序與在線監(jiān)控，CAN通信單元用于擴(kuò)展外圍設(shè)備。