[發明專利]一種基于SOPC技術的機電伺服控制平臺

在審

• 申請號: 201910766569.1
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110456708A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 李光學;劉海山;王首浩;郭燕紅;耿海龍;孫宇偉
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 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

1.一種基于SOPC技術的機電伺服控制平臺，其特征在于，包括總線接口、片上控制單元、解碼器R/D變換單元、功率驅動單元、A/D采集單元、伺服機構；所述片上控制單元通過總線接口接收控制系統的控制指令，之后采集所述解碼器R/D變換單元反饋的電機轉速與電機定子位置信息，采集A/D采集單元反饋的UV相電流和作動器位移信號；所述片上控制單元根據接收的控制指令和采集的位置信息與位移信號運行位置環、速度環、電流環控制算法，根據計算結果輸出控制信號PWM；控制信號PWM經平臺中的功率驅動單元驅動伺服機構運動。

2.如權利要求1所述的機電伺服控制平臺，其特征在于，所述平臺還包括供電單元、配置單元、電流信號調理、限流單元，所述供電單元負責整個控制系統的供電；所述配置單元由外部存儲器構成，用來存儲片上控制單元的配置數據、用戶數據，配置單元通過專用總線與片上控制單元通信；限流單元接收經過電流信號調理電路的UV相電流，當檢測到所述UV相電流超過設定的電流閥值時，輸出信號給片上控制單元，片上控制單元根據控制算法關閉輸出控制信號，達到保護伺服控制平臺的功能。

3.如權利要求2所述的機電伺服控制平臺，其特征在于，片上控制單元由基于SOPC技術的片上可編程系統組成，包括嵌入式軟核、定制IP、HDL單元；其中所述嵌入式軟核主要實現控制計算功能，定制IP實現嵌入式軟核與外部各功能單元進行交互的功能，以及實現用戶的特定定制功能，HDL單元包括組合邏輯與時序邏輯，實現整個伺服控制平臺所需的控制邏輯。

4.如權利要求3所述的機電伺服控制平臺，其特征在于，所述嵌入式軟核由嵌入式CORE、雙口RAM、片上BRAM、Debug單元組成，嵌入式CORE是一個高度集成的處理系統，適用于FPGA，數據與代碼存儲在雙口RAM或片上BRAM上，Debug單元用于處理系統的功能調試。

5.如權利要求3所述的機電伺服控制平臺，其特征在于，所述定制IP包括基于標準總線外設IP和基于標準總線功能IP，基于標準總線外設IP是實現用戶所需功能的標準片上外設，不需用戶自行開發，包括定時器、數據接口、中斷控制、通信接口、GPIO；基于標準總線功能IP是能實現用戶特定功能的定制IP，包括并行計算模塊、PWM模塊。

6.如權利要求3所述的機電伺服控制平臺，其特征在于，所述HDL單元包括電流保護邏輯、PWM死區插入邏輯、控制時序邏輯；基于標準總線的定制IP通過標準總線與嵌入式軟核交互，HDL單元通過IO信號與定制IP或嵌入式軟核進行交互；所述的定制IP與HDL單元中的各功能模塊可根據實際需要添加刪減。

7.如權利要求5所述的機電伺服控制平臺，其特征在于，并行計算模塊根據應用定制成閉環控制算法，包括坐標變換，SVPWM算法，濾波算法；PWM模塊能夠根據應用生成任意路PWM，然后通過PWM死區插入邏輯生成帶死區的對稱互補PWM。

8.如權利要求1所述的機電伺服控制平臺，其特征在于，所述伺服機構包括電機、旋轉變壓器、作動器以及電位計，其中所述旋轉變壓器解碼R/D變換單元反饋的電機轉速與電機定子位置信息。