[實(shí)用新型]一種用于多電機(jī)的高精度伺服控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320584134.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203434899U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李登靜;李萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02P5/00
• 分類號(hào): H02P5/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于多電機(jī)的高精度伺服控制器。?

背景技術(shù)

伺服控制器是用來(lái)控制電機(jī)的一種設(shè)備，主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，其運(yùn)用微型控制器和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，在控制過(guò)程中，往往帶有反饋控制環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。

目前許多比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)往往需要多種電機(jī)，多個(gè)電機(jī)同時(shí)配合工作，電機(jī)種類不同，其控制方式也不同，再加上控制電機(jī)個(gè)數(shù)較多，如果采用多個(gè)控制器對(duì)每個(gè)不同種類的電機(jī)分別進(jìn)行控制，勢(shì)必會(huì)增加控制系統(tǒng)的復(fù)雜度和不穩(wěn)定性，同時(shí)，如果各個(gè)電機(jī)需要進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，則其運(yùn)動(dòng)控制配合度也變得較差，從而使系統(tǒng)控制性能變差；如果采用專用的運(yùn)動(dòng)控制器或運(yùn)動(dòng)控制卡，雖可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電機(jī)的精確聯(lián)動(dòng)控制，但其價(jià)格和成本則顯然非常昂貴。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種用于多電機(jī)的高精度伺服控制器。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種用于多電機(jī)的高精度伺服控制器，其特征在于，該控制器包括FPGA模塊、MCU模塊、時(shí)鐘復(fù)位電路、數(shù)據(jù)采集模塊、控制信號(hào)輸出模塊和按鍵電路，所述的FPGA模塊通過(guò)總線與MCU模塊連接，所述的時(shí)鐘復(fù)位電路分別與FPGA模塊和MCU模塊連接，所述的數(shù)據(jù)采集模塊與FPGA模塊的反饋信號(hào)輸入端連接，所述的控制信號(hào)輸出模塊與FPGA模塊的控制信號(hào)輸出端連接，所述的按鍵電路與FPGA模塊連接。

優(yōu)選的，該控制器還包括用于上位機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換模塊和上位機(jī)，所述的上位機(jī)通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與FPGA模塊連接。

優(yōu)選的，所述的MCU模塊為單片機(jī)、DSP數(shù)字信號(hào)處理器或ARM處理器。

優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)采集模塊為ADC模擬信號(hào)接口、RS422信號(hào)接口、RS232信號(hào)接口、LVTTL信號(hào)接口和LVDS信號(hào)接口中的一個(gè)或多個(gè)。

優(yōu)選的，該控制器還包括電源模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用FPGA和MCU聯(lián)合控制，控制器成本低廉；

2、多種反饋輸入接口，可滿足對(duì)多種接口傳感器的信號(hào)采集要求；

3、控制信號(hào)輸出接口豐富，控制器在多種控制方式下可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種電機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制；

4、具有上位機(jī)遠(yuǎn)程控制和本機(jī)按鍵控制兩種方式，用戶控制方式選擇多。

5、該控制器可廣泛應(yīng)用于機(jī)床、機(jī)器人等多電機(jī)，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型伺服控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型伺服控制器的使用連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例??

如圖1所示，本實(shí)用新型主要由FPGA模塊、MCU模塊、用于上位機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制信號(hào)輸出模塊、按鍵模塊、時(shí)鐘復(fù)位電路和電源模塊組成。

在上述組成部件中，F(xiàn)PGA模塊作為伺服控制器的主控芯片，它通過(guò)總線與MCU模塊相連接，把從數(shù)據(jù)采集模塊接收到的反饋數(shù)據(jù)交由MCU模塊進(jìn)行處理，并對(duì)按鍵模塊輸入的按鍵信號(hào)進(jìn)行除抖動(dòng)處理后送入MCU模塊；并且，它從MCU模塊接收處理后的數(shù)據(jù)用于產(chǎn)生電機(jī)控制信號(hào)，交由控制信號(hào)輸出模塊處理后輸出給被控電機(jī)。

與FPGA模塊相連的MCU模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)接收到的反饋信號(hào)根據(jù)預(yù)定的算法進(jìn)行運(yùn)算和處理，并將運(yùn)算結(jié)果交由FPGA模塊使用，同時(shí)，它接收經(jīng)FPGA模塊處理后的按鍵信號(hào)，用于對(duì)電機(jī)的控制。

數(shù)據(jù)采集模塊主要包括ADC模擬信號(hào)接口、RS422信號(hào)接口、RS232信號(hào)接口、LVTTL信號(hào)接口和LVDS信號(hào)接口中的一個(gè)或多個(gè)，且數(shù)據(jù)信號(hào)接口的數(shù)量可根據(jù)反饋信號(hào)的數(shù)量進(jìn)行配置。它接收傳感器反饋的模擬信號(hào)、RS422差分信號(hào)或RS232電平信號(hào)，當(dāng)接收模擬信號(hào)時(shí)，它將該信號(hào)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后傳輸給FPGA模塊；當(dāng)接收差分信號(hào)時(shí)，則通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊中RS422信號(hào)接口轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)傳輸給FPGA模塊。當(dāng)傳感器信號(hào)為RS232電平信號(hào)時(shí)，則通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊中RS232信號(hào)接口轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)后傳輸給FPGA模塊。

控制信號(hào)輸出模塊主要包括DAC(數(shù)字模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換器)，用于將FPGA模塊輸出的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)輸出給模擬輸入功率驅(qū)動(dòng)器，如果電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)器輸入端是數(shù)字信號(hào)，則直接將FPGA模塊輸出的數(shù)字控制信號(hào)給數(shù)字輸入功率驅(qū)動(dòng)器。