[實用新型]基于嵌入式系統的多電機同步控制裝置

有效

• 申請號: 201420244031.7
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN203896234U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 王德貴;吳明贊;楊晶晶;魏蕾;王立龍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02P5/46
• 分類號: H02P5/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種電機控制裝置，具體是涉及一種基于嵌入式系統的多電機同步控制裝置。

背景技術

傳統的多電機同步控制，大多數是采用機械同步控制方式，這種傳統的控制方式的動力源是一臺大功率電機，通過剛性的齒輪、齒條傳動或柔性帶式、鏈式傳動，它是機械結構的剛性連接傳動，來實現多軸同步控制。機械同步方式的缺點是拓撲結構相對固定，當需要增減單元或改變轉速比時不易操作；由軸、傳送帶、鍵、齒輪等組成的傳動構件由于連接過多，會產生累積誤差；傳動機構結構復雜，體積龐大，維修困難，容易磨損。

另一種控制方式采用電方式，是指在機器傳動關系中沒有主電動機及傳動主軸的構件。其自身的傳動精確，減少機器調整時間，而且為遠期的調整及控制系統的升級改造創造了條件。但是，實際生產中現有的同步控制裝置具有數量眾多、結構復雜、故障率高、使用維護不方便、維修工作量大等缺點。

實用新型內容

針對上述情況和實際生產中的需要，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于嵌入式系統的多電機同步控制裝置，該裝置體積小、操作維護方便，控制性能優秀，可滿足現代工業中對多電機同步控制的要求。

本實用新型的基于嵌入式系統的多電機同步控制裝置如圖1所示，是通過以下技術方案實現的：

1.一種基于嵌入式系統的多電機同步控制裝置，包括：數字信號處理器DSP芯片(1)、控制處理器ARM芯片(2)、觸摸屏(3)、智能功率模塊IPM(4)、RJ45以太網接口(6)和CAN總線(8)，其特征在于：所述裝置采用嵌入式系統結構，DSP芯片(1)與ARM芯片(2)通過CAN總線(8)連接和通信，ARM芯片(2)擴展RJ45以太網接口(6)和連接觸摸屏(3)，并通過雙絞線與遠程PC控制端(7)連接和通信，DSP芯片(1)輸出PWM驅動智能功率模塊IPM(4)，智能功率模塊IPM(4)輸出電壓驅動多臺電機(5)。

2.ARM芯片(2)通過RJ45以太網接口(6)與遠程PC控制端(7)連接通信，實現遠程控制，ARM芯片(2)和觸摸屏(3)組成人機交互界面，實現現場控制。其特征在于：處理器的分工不同，DSP芯片(1)主要負責控制電機，ARM芯片(2)主要負責控制各種外設和與外界交互。

3.數字信號處理器DSP芯片(1)選用C2000系列的DSP芯片，控制處理器ARM芯片

(2)選用STM32系列的ARM芯片。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優勢：

1.控制裝置采用嵌入式系統結構，體積縮小，成本減少，控制精度提高，功耗降低，穩定性提升。C2000系列DSP芯片中，既有高運算速度和高控制能力的定點型DSP，又有能夠執行復雜浮點運算能力的浮點型DSP。STM32系列ARM芯片采用了哈佛結構的Cortex-M3的內核，擁有獨立的指令總線和數據總線，具有高控制性能而且還有低功耗，低成本等優點。

2.采用DSP芯片和ARM芯片雙處理器結構，ARM芯片負責控制各種外設與外界交互，可以使DSP芯片從繁瑣的控制外設中解放出來，使之專注于電機的復雜、快速實時性的控制要求。ARM/DSP雙處理器結構使裝置分工明確，結構合理。

3.本實用新型考慮到實際生產應用中各種需求的不同，當需要擴展外設時，CAN總線方便各芯片和外設相互連接和通信。同時，裝置中擴展的以太網接口，可以使裝置接入以太網，形成網絡化控制體系。

附圖說明

圖1是本實用新型基于嵌入式系統的多電機同步控制裝置結構示意圖。

圖2是本實用新型裝置的硬件系統基本結構示意圖。

圖3是本實用新型裝置應用TXB0108的驅動電路。

圖4是本實用新型裝置的A/D輸入前端處理電路。

圖5是本實用新型的多臺電機同步控制結構框圖。

圖中：1.數字信號處理器DSP芯片，2.控制處理器RAM芯片，3.觸摸屏，4.智能功率模塊IPM，5.多臺電機，6.RJ45以太網接口，7.遠程PC控制端，8.CAN總線，9.速度控制器，10.速度傳感器，11.電機A，12.電機B，13.速度補償器A，14.速度補償器B。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施實例對本實用新型作進一步詳細描述。

1.硬件系統基本結構