[发明专利]一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统

说明书

一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统，涉及机电伺服控制领域；包括如处理器单元、存储器单元、总线接口单元、指令输出单元和信号处理单元；其中，处理器单元包括异步串口模块、SRAM模块、SPI总线模块、SSI解码模块、AD转换模块、控制算法模块和PWM模块；总线接口单元包括隔离变换模块、网络变压模块和网络协议控制模块；信号处理单元包括R/D变换模块、隔离变换模块、A/D变换模块和信号调理模块；本发明提高了伺服控制驱动器的集成化程度、提高控制算法的执行速度和并行能力，实现多电机高速同步控制。

技术领域

本发明涉及一种机电伺服控制领域，特别是一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统。

背景技术

液压型伺服机构包含机械反馈式和电反馈式，在目前的技术中：

目前各型号在研的机电伺服系统中，用于永磁同步电机控制的控制驱动器，其核心多采用基于DSP+FPGA+总线控制器架构，DSP用于闭环及FOC算法实现，FPGA用于逻辑译码、PWM扩展和死区控制，总线控制器实现与上位机的数据交互；采用120MHz主频，电流环控制周期在50us～100us之间，一台控制驱动器一般同时控制2-4台电机，多电机控制时，各电机的FOC控制采用顺序执行的串行结构，闭环控制周期可能需要更长时间，多电机间不易实现良好的同步控制；

随着伺服技术的发展，对控制驱动机构一体化的需求、多轴控制、高速控制愈加强烈，传统技术已不能满足需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统，提高了伺服控制驱动器的集成化程度、提高控制算法的执行速度和并行能力，实现多电机高速同步控制。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统，包括如处理器单元、存储器单元、总线接口单元、指令输出单元和信号处理单元；其中，处理器单元包括异步串口模块、SRAM模块、SPI总线模块、SSI解码模块、AD转换模块、控制算法模块和PWM模块；总线接口单元包括第一隔离变换模块、网络变压模块和网络协议控制模块；信号处理单元包括R/D变换模块、第二隔离变换模块、A/D变换模块和信号调理模块；

存储器单元：预先输入控制参数，并将控制参数发送至控制算法模块；

第一隔离变换模块：接收外部控制系统传来的控制指令，并将控制指令发送至异步串口模块；

异步串口模块：接收第一隔离变换模块传来的控制指令，对控制指令进行解析，生成位置指令，并将位置指令发送至控制算法模块；

网络变压模块：接收外部控制系统传来的网络信号；将网络信号转发至网络协议控制模块；

网络协议控制模块：接收网络变压模块传来的网络信号，对网络信号进行解析生成控制指令；并将控制指令发送至SRAM模块；

SRAM模块：接收网络协议控制模块传来的控制指令，对控制指令进行解析，生成位置指令；并将位置指令发送至控制算法模块；

R/D变换模块：接收外部旋转变压器传来的旋变信号，将旋变信号转换成串行角度数字信号和串行速度数字信号；并将串行角度数字信号和串行速度数字信号发送至SPI总线模块；

SPI总线模块：接收R/D变换模块传来的串行角度数字信号和串行速度数字信号，将串行角度数字信号和串行速度数字信号转换成并行旋变标准信号；并将并行旋变标准信号发送至控制算法模块；

第二隔离变换模块：接收外部位置传感器传来的差分位移信号，将差分位移信号转换成单端串行位移信号，并将单端串行位移信号发送至SSI解码模块；