[发明专利]DSP全液压矫直机伺服控制器SSI同步串行接口

说明书

技术领域：

本发明属于一种新型全液压矫直机伺服控制器SSI接口。

 

背景技术：

随着微型电子技术，PC机和控制技术的飞速发展，伺服控制技术取得长足进步，尤其是基于DSP方面控制。国内外对DSP在伺服控制系统研究很多，提出了许多控制方案，目前DSP在很多控制领域，已经取代了工控机和单片机，成为控制领域核心。

目前大多数长距离、高精度传输的编码器、位移传感器等传输信号均采用SSI同步串行接口。而目前国内外伺服控制器的SSI信号接口均无新颖之处，要么将SSI信号转成RS485，要么购买特殊国外模块如西门子SM338等处理，鉴于以上情况，设计发明伺服控制器的SSI同步串行接口，利用TI公司的TMS320F2812的McBSP多通道缓冲串行口对SSI信号进行外接调理，光耦隔离之后接进DSP芯片进行高速处理和精确运算调理。

实际环境应用中，工业应用环境是比较复杂，并且要求有大量的数据信息传输，要求对被控对象实行精确的伺服控制，所以对伺服控制器的多路通信能力，以及快速运算能力、抗干扰能力等都要有很高的要求。与之其他核芯相比，DSP具有更突出的优点，而DSP可以完好的承担这些。

在经济上比较，MCU价格便宜，ARM和DSP相差不大，而FPGA价格最为昂贵。

综上所述，在性能，应用环境，以及经济上考虑，通过对伺服控制器硬件设计方案进行分析比较，采用DSP为核心，设计伺服控制器。且DSP有着更适合与伺服控制器的优点，加之DSP与其他核心如MCU，ARM，FPGA等有机结合起来，可以开发出双CPU伺服控制器，更加突出DSP的发展潜力以及广阔的前景，用于更加复杂的工业伺服控制领域。因此，研究DSP伺服控制器SSI接口，更具有深远的意义。

 

发明内容：

（1）    伺服控制器SSI接口的硬件电路设计：⒈15针孔型DB接口、⒉电平转换电路、⒊光耦隔离电路、⒋DSPTMS320F2812多通道同步缓冲接口电路。

（2）    伺服控制器SSI同步接口数据的处理采用软件设计及神经网络控制策略：采用TI公司先进开发工具Code Composer Studio IDE v4对伺服控制器SSI接口数据采集电路进行程序开发设计，运用神经网络非线性、并行分布处理方式、自学习和自适应能力、数据结合等等强有吸引力的特性对伺服控制器进行建模，更加优化SSI同步串行接口数据处理。

（3）    对伺服控制器的SSI接口数量处理仿真采用Matlab仿真研究和结果分析。主要考虑数据采集系统的稳定性、稳态精度、系统的快速响应和鲁棒性能。

 

关键技术领域描述：

 伺服控制器SSI接口技术及同步串行接口，矫直机的液压缸位移传感器信采用MTS公司的传感器，输出为SSI信号，其具有安装成本少，线路简化的优点，它只通过二个信号（时钟和数据）的串行方式来传输，时钟和数据信号是差分方式传送（RS422），信号传输精确，抗干扰能力较强，适合长距离传输，而普通模拟量信号，容易受感染，信号传输不稳定，波动较大，受线路距离影响容易衰减。

目前国内伺服控制器没有SSI接口，只能通过SSI转其他通信接口接进伺服控制器，不但增加了成本，而且也不利于信号精确传输入伺服控制器。本设计伺服控制器通过TI公司的TMS320F2812控制器为核心，通过其McBSP多通道缓冲串行通道，经过信号调理和光耦隔离实现SSI信号处理。McBSP多通道缓冲串行接口可以实现SSI信号的时钟和数据信号处理，并且可以处理8/12/16/20/24/32位二进制编码信号。