[实用新型]一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统

说明书

本实用新型公开了一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，包括信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块；信号隔离模块接收电机驱动器发送的电机控制相关的状态信号；信号隔离模块将状态信号进行电气隔离后通过并行接口模块并行发送至信号处理模块；信号处理模块同时接收角度传感器采集发送的电机角度信号，并将状态信号和电机角度信号同步合并发送至外部终端。电机角度信号直接传输至本系统可以避免其被电机驱动器的噪声信号干扰。电机驱动器发送的状态信号通过电气隔离和并行接口的方式传输至本系统可以提高其抗干扰能力和传输的准确性。电机角度信号与状态信号被本系统同时接收处理，可以在时间上达到同步，有利于比较分析。

技术领域

本实用新型涉及电机调试技术领域，更具体的说是涉及一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统。

背景技术

目前，电机广泛应用于各行各业，在对电机进行控制调试的时候需要能够实时的观察电机的运行状态(速度，角度位置等信息)。利用安装在电机轴上的角度传感器可以精确快速的采集电机角度信号，获取到的电机角度信号通常都需要与其它电机控制相关的状态信号(例如：电机驱动器估算的电机角度信号)进行对比，用于分析电机的运行状态。对于角度传感器采集的电机角度信号的处理有两种传统方案，一是将角度传感器采集的电机角度信号通过解码电路板解码后发送给上位机用于观察分析；二是将角度传感器采集的电机角度信号直接发送给电机驱动器，经过电机驱动器解码后用作电机角度位置反馈，电机驱动器可以继续将电机角度信号和其自身产生的电机控制状态信号合并，并发送至上位机用于分析。

在电机控制应用中，研发人员往往需要对电机运行的真实角度(角度传感器采集的电机角度信号)和电机驱动器产生的电机控制相关的状态信号(例如：电机驱动器估算的电机角度信号)进行实时的、同步的对比分析。这就要求电机角度信号采集比较的方案能够实时、同步、快速、准确的采集和上传上述两种信号。

传统方案一无法采集电机驱动器发送的状态信号，电机驱动器只能单独将自身需要比较分析的状态信号发送至上位机，这种机制无发保证上传至上位机的角度传感器采集的角度信号与电机驱动器发送的状态信号在时序上是同步的，因此无法准确的进行比较分析的工作；传统方案二角度传感器采集的角度信号被电机驱动器接收，与电机驱动器自身需要比较分析的状态信号合并后发送至上位机进行分析，但是电机驱动器往往是高压供电，输入输出电流较大，电路中有很多开关器件，因此其电路中存在很多电气噪声，电机驱动器无论在接收角度传感器采集的电机角度信号时，还是在发送合并后的信号给上位机的时，都很容易被电气噪声干扰，导致信号失真，丢帧严重，不能快速、完整的进行信号比较分析，尤其是在“热地设计”(控制地线与功率地线是同一个地线)的电机驱动器电路中，由于角度传感器发送的信号一般是模拟信号或者频率很快的数字信号，此噪声干扰现象不可避免，并且热地设计的电机驱动器在接收角度传感器采集的电机角度信号时，不可以直接进行电气连接，必须增加电气隔离电路(光耦隔离、磁耦隔离电路)，增加了成本。

因此，如何实现电机角度传感器信号的快速采集、上传，如何能够与电机驱动器发送的需要对比的状态信号同步，以及如何提高信号采集和传输的抗干扰能力是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，包括信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块；信号隔离模块接收电机驱动器发送的电机控制相关的状态信号；信号隔离模块将状态信号进行电气隔离后通过并行接口模块并行发送至信号处理模块；信号处理模块同时接收角度传感器采集发送的电机角度信号，并将状态信号和电机角度信号同步合并发送至外部终端。角度传感器采集的电机角度信号直接传输至本系统的信号处理模块，可以避免其被电机驱动器的噪声信号干扰；电机驱动器产生的状态信号经过电气隔离和并行接口的方式传输至本系统的信号处理模块，可以提高其抗干扰能力和传输的速度，增加了信号传输的准确性。电机角度信号与状态信号被本系统同时接收处理，同时传输至信号处理模块，因此信号处理模块可以在时序上将上述两种信号同步、合并发送至上位机，便于信号比较分析。