[發明專利]一種交流伺服電機智能控制管理系統

在審

• 申請號: 201410277633.7
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN105204391A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 劉東亮
• 申請（專利權）人: 劉東亮
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種交流伺服電機智能控制管理系統，尤其涉及應用于高精、高速、全數字交流伺服驅動裝置中DSP（數字信號處理）裝置與編碼儲存器的交流伺服電機智能控制管理系統。

背景技術

數字交流伺服系統在許多高科技領域上都得到了廣泛的應用，如數控機床、機器人、包裝設備、雷達、軍用武器隨動系統、航空航天以及變頻器等眾多領域中。隨著各個領域的飛速發展，對伺服系統的要求也日益嚴格，不同的應用環境對伺服系統的性能要求也不盡相同。尤其在精密數控機床、機器人及雷達等系統中，對伺服系統又提出了許多特殊的要求：高速、高精度、高可靠性和較強的抗干擾能力。全數字控制因其自身高可靠性已成為伺服控制的發展方向。高性能微處理器DSP和功率電子器件的發展為伺服控制的全數字化實現提供了條件。基于DSP高性能控制策略的全數字化的位置伺服系統要解決的關鍵問題是:(1)高性能驅動系統的實現;(2)調節器的設計，通過設計出合適的位置調節器,實現對永磁同步電機進行精確定位，使定位精度，定位速度，位置響應等指標都能滿足伺服控制的要求。

目前，現有的交流永磁同步伺服電機和編碼器在交流伺服裝置中得到了廣泛的應用。在對電機的控制過程中，不僅需要確定電機轉子磁極初始位置，還要確定電機運行時轉子旋轉角度和旋轉方向。為了得到這些信息，可以將編碼器嵌入到電機上，和電機同步運轉，從而獲得電機轉子角度和方向的信息。編碼器可分為：增量式編碼器、混合式編碼器和編碼儲存器三大類。增量式編碼器在電機運行時能確定轉子旋轉角度和方向，其缺點是無法輸出軸轉動的絕對位置信息；混合式編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息，但在電機上電之時，其檢測出的初始磁極位置會有±30°的電角度誤差；編碼儲存器卻具有以下特點：1、可以直接讀出角度坐標的絕對值；2、無累積誤差；3、電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數來決定的，也就是說精度取決于位數，目前有17位、23位等多種。因而它可應用于許多高精度、高速度的運動控制場合。應用編碼儲存器需要解決的關鍵問題就是通訊和解碼。目前都是采用編碼器生產廠家提供的專用芯片來實現的，將大大增加成本，同時電路也較復雜。

因此，需要發明一種新的交流伺服電機智能控制管理系統解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述之缺陷，提供一種新的方便、安全、可靠、經濟的交流伺服電機智能控制管理系統，并成功應用于全數字交流伺服驅動裝置中。

本發明為了實現上述技術目的，采用如下技術手段：

一種交流伺服電機智能控制管理系統，用于對交流伺服電機進行數據采集及處理，再將處理后的數據經由驅動電路輸出到所述交流伺服電機，該裝置連接于交流伺服電機與驅動電路之間，所述交流伺服電機智能控制管理系統包括與所述交流伺服電機連接并用于采集交流伺服電機轉子角度和方向信息的編碼儲存器、與所述編碼儲存器連接并用于處理其所輸出的采集數據的數據采集電路模塊、與所述數據采集電路模塊及驅動電路分別連接、且用于處理所述數據采集電路模塊輸出的差分數據及將處理后的數據再輸出至驅動電路的執行電路模塊。

所述執行電路模塊包括DSP元件以及連接在所述數據采集電路模塊與DSP元件之間的時序控制模塊，所述時序控制模塊用于完成執行電路模塊與編碼儲存器串行通訊的時序控制。

所述執行電路模塊還包括連接在所述數據采集電路模塊與DSP元件之間的解碼及傳輸模塊，所述解碼及傳輸模塊用于實現所述交流伺服電機控制算法以及編碼儲存器數據讀、寫、指令發送和數據解碼。

所述執行電路模塊還包括連接在所述數據采集電路模塊與DSP元件之間的通訊時基模塊，所述通訊時基模塊用于實現所述交流伺服電機智能控制管理系統的通訊時基控制。

所述執行電路模塊還包括連接在所述數據采集電路模塊與DSP元件之間的數據接收模塊，所述數據接收模塊用于接收由所述編碼儲存器傳輸來的數據。

所述編碼儲存器包括有差分接口電路，與所述數據采集電路模塊相互對稱連接。

所述交流伺服電機是交流永磁同步伺服電機。

所述數據采集電路模塊采用的是半雙工的串行數據傳輸方式的RS-485接口芯片。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：執行電路模塊通過數據采集電路模塊直接和編碼儲存器通訊，中間不需要專用通訊、解碼芯片，大大節約成本；在執行電路模塊中設置多個功能模塊，充分開發利用其潛力；利用執行電路模塊的串行通訊口后，能提供更安全、可靠的通訊功能，有利于系統穩定工作。