[實用新型]基于DSP的直流伺服電機控制系統

有效

• 申請號: 201520794158.0
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN204967679U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 姚克明;王銀;胡海燕;張紅琴;朱雷
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H02P6/06
• 分類號: H02P6/06;H02P6/16
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本實用新型涉及一種基于DSP的直流伺服電機控制系統。

背景技術

自動控制系統中需要對控制對象的位置、速度、力矩等參數進行比較精確的控制，并且需要較高的可靠性(特別是醫療機器人等領域)。直流電機調速系統由于其具有調速平滑、易于控制的特點，被廣泛地應用于數控機床、工業機器人等對控制要求較高的自動化設備以及生產部門中。而據相關研究資料表明，現如今雖然我國本土伺服企業近年來得到了較快的發展，國外品牌占據的伺服市場份額仍然高達80％。日本品牌以其在性價比和可靠性上的優勢幾乎壟斷了中小型市場，歐美的產品則在高端產品和生產線上保持較強競爭力。

因此設計一種高性能、高可靠性的直流伺服電機控制系統具有較好的應用前景和實際意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于DSP的直流伺服電機控制系統，通過簡單的電路構造，使直流伺服電機運行在較高的精度。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于DSP的直流伺服電機控制系統，包括：上位機、電機驅動單元、信號反饋單元，以及與所述上位機相連的DSP控制單元；其中所述DSP控制單元的控制端與電機驅動單元的輸入端相連，以控制直流伺服電機轉速和轉動位置；所述信號反饋單元適于將采集電機轉速和轉動位置數據發送至DSP控制單元；以及所述DSP控制單元還與用于避免電機設置參數掉電丟失的存儲單元相連。

進一步，所述上位機適于通過RS485與DSP控制單元數據通訊。

進一步，所述DSP控制單元包括：DSP模塊，與該DSP模塊的信號采集端相連的正交編碼脈沖電路模塊，所述DSP模塊的輸出端與PWM模塊的輸入端相連，所述PWM模塊的輸出端與電機驅動單元的輸入端相連；所述信號反饋單元包括：光電編碼器，所述光電編碼器采集電機轉速和轉動位置數據，并將上述數據通過正交編碼脈沖電路模塊反饋至DSP模塊。

進一步，所述電機驅動單元包括：與所述PWM模塊的輸出端相連的邏輯模塊，所述邏輯模塊適于輸出用于控制電機運轉的占空比信號；所述邏輯模塊的相應輸出端分別與左、右半橋驅動器相連，所述左、右半橋驅動器的相應控制端分別與H橋驅動電路相連，即左、右半橋驅動器分別驅動所述H橋驅動電路中左、右半橋電路。

本實用新型的有益效果是，本基于DSP的直流伺服電機控制系統，采用DSP控制單元作為伺服直流電機轉動的控制電流，實時通過信號反饋單元獲得電機轉動的位置、轉數數據，使電機可以在速度模式與位置模式兩種模式下高精度穩定地運行，能高性能、高可靠性的實現對電機的控制，具有較好的應用前景和實際意義。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的基于DSP的直流伺服電機控制系統的原理框圖；

圖2是本實用新型的DSP控制單元的原理框圖；

圖3是本實用新型的邏輯模塊的電路原理圖；

圖4是本實用新型的左半橋驅動器的電路原理圖；

圖5是本實用新型的右半橋驅動器的電路原理圖；

圖6是本實用新型的H橋驅動電路的電路原理圖。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。

如圖1所示，本實用新型的一種基于DSP的直流伺服電機控制系統，包括：上位機、電機驅動單元、信號反饋單元，以及與所述上位機相連的DSP控制單元；其中所述DSP控制單元的控制端與電機驅動單元的輸入端相連，以控制直流伺服電機轉速和轉動位置；所述信號反饋單元適于將采集電機轉速和轉動位置數據發送至DSP控制單元；以及所述DSP控制單元還與用于避免電機設置參數掉電丟失的存儲單元相連。

通過所述存儲單元還解決了DSP所設置的驅動器、電機參數掉電丟失的技術問題。

具體的，所述上位機可以為一PC端，用于向DSP控制單元發送指令從而調整驅動器的參數或控制電機運行。所述存儲單元例如但不限于采用FM24CL32存儲芯片。

如圖2所示，進一步，所述DSP控制單元包括：DSP模塊，與該DSP模塊的信號采集端相連的正交編碼脈沖電路模塊，所述DSP模塊的輸出端與PWM模塊的輸入端相連，所述PWM模塊的輸出端與電機驅動單元的輸入端相連；所述信號反饋單元包括：光電編碼器，所述光電編碼器采集電機轉速和轉動位置數據，并將上述數據通過正交編碼脈沖電路模塊(QEP模塊)反饋至DSP模塊。