[发明专利]一种基于TMS320F28377D的具有数字控制和独立保护功能的双核控制模块

说明书

一种基于TMS320F28377D的具有数字控制和独立保护功能的双核控制模块，作为电机伺服系统控制核心，其主要包括DSP电路、FPGA电路、接口电路、电源电路、数模转换芯片、电平转换芯片、通讯芯片、保护继电器。模块通过接口电路获取角位置传感器的角位置信息和传感器开关信号，FPGA电路解算角度信息和采集保护信号，并传输给DSP电路，DSP电路具有双核控制结构，通过控制算法计算控制量，经数模转换芯片输出信号给电机驱动器驱动电机转动；同时对保护信号进行逻辑分析和开关控制，对伺服系统监控和保护。本发明具备很强的数据处理及控制能力，还可对伺服系统进行监控和保护，提高了电机伺服控制的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于TMS320F28377D的具有数字控制和独立保护功能的双核控制模块，用于电机伺服控制的数字控制和报警保护，特别适用于电机转动平台负载价值高，可靠性、安全性要求高的场合。

背景技术

电机伺服控制转台是陀螺、加表以及惯导标定的主要平台，由于伺服控制转台所测试的产品往往价值较高，这就要求电机伺服控制可靠、安全，在任何情况下均不得造成测试产品的损坏，而电机伺服控制模块是转台的重中之重。

现有的电机伺服控制模块一般为单核CPU模式，在电机控制过程中即要不断的在很短的时间内完成电机的伺服控制，又要不断的监控电机控制过程中的各种状态和开关量信号，难以兼顾保护的实时性与电机控制性能，对于保护实时性要求高的场合，触发保护的优先级就必须高于电机控制本身，但这也会造成电机控制性能的下降，对产品的测试产生影响。双核控制模块的优点就是控制系统采用双核CPU的模式，不同的 CPU(核)完成不同的工作，相互之间不干扰，且可将用于报警保护控制的系统优先级设置为最高，实时的监控电机伺服数字控制过程的各种状态和各种保护用的开关量信号并进行逻辑控制，同时不影响电机控制的性能。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有的基于单核CPU模式控制模块电机伺服数字控制性能和报警保护实时性难以兼顾的缺点，提供一种高可靠性、安全性的具有电机伺服数字控制和独立保护功能的双核控制模块。

本发明的技术解决方案：具有数字控制和独立保护功能的双核控制模块，其特征在于：

DSP电路(1)：与FPGA电路相连接，得到角度信息和保护开关量信号，输出控制信号和通讯信号。

FPGA电路(2)：角度信息的解算，通过数据总线将角度值发送到DSP 电路(1)中；通过接口电路(3)采集多种保护开关信号(20)并传输给DSP电路(1)；根据DSP电路(1)的指令发送数字信号到数模转换芯片(14)；根据DSP电路指令发送保护报警控制信号到保护继电器(16)；将DSP电路(1)中的信息通过通讯芯片(15)与外部设备进行通讯。

接口电路(3)：用于采集角度传感器(21)和(22)的信号并将信号传输到FPGA电路(2)中；接收保护用开关信号(20)并传输给FPGA 电路(2)。

电源电路(4)：接收外部电源输入的5V、+15V、-15V，并转换为+3.3V 和1.2V对整个模块进行供电。

数模转换芯片(14)和电平转换芯片(13)将模块发出的数字控制指令转化为模拟量输出到电机驱动系统，从而控制电机转动。

通讯芯片(15)与FPGA电路(2)相连，实现控制模块与外部设备的通讯。

通过保护继电器(16)，控制模块可以实现电机驱动动力电的断开。