[发明专利]一种应用于伺服电机驱动器的同步控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种应用于伺服电机驱动器的同步控制系统及方法，包括主站，所述主站分别与多个伺服电机驱动器连接，每个伺服电机驱动器包括EtherCAT从站芯片、DSP处理器芯片及FPGA芯片，所述EtherCAT从站芯片通过网线与主站通信，所述DSP处理器芯片与EtherCAT从站芯片通信连接，接收主站对从站发出的控制信号，并回传信息，保证各个从站相对于主站的指令执行延迟是固定；所述FPGA芯片接收DSP处理器芯片的控制信号，向驱动板输出SVPWM控制信号进一步驱动伺服电机。本发明可以对工件加工或者产品流水线的精密实时控制。

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体涉及一种应用于伺服电机驱动器的同步控制系统及方法。

背景技术

伺服电机驱动器是使伺服电机的转子位置、转速、转矩等输出，能够跟随输入量(或给定值)的变化而变化的控制系统。

在由伺服电机驱动器以及工业主机构成的网络中，目前急需解决的问题是：控制所有伺服电机驱动的控制量输出是同步的，以达到对工件加工或者产品流水线的精密实时控制。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种应用于伺服电机驱动器的同步控制系统及方法，所述同步是指各个伺服电机的控制量输出没有延迟，也就是各个从站相对于主站发出控制信号的延迟是固定且相同的。

本发明采用如下技术方案：

一种应用于伺服电机驱动器的同步控制系统，包括主站，所述主站分别与多个伺服电机驱动器连接，每个伺服电机驱动器包括EtherCAT从站芯片、DSP处理器芯片及FPGA芯片，所述EtherCAT从站芯片通过网线与主站通信，所述DSP处理器芯片与EtherCAT从站芯片通信连接，接收主站对从站发出的控制信号，并回传信息，保证各个从站相对于主站的指令执行延迟是固定；

所述FPGA芯片接收DSP处理器芯片的控制信号，向驱动板输出SVPWM控制信号进一步驱动伺服电机。

进一步，所述DSP处理器芯片采用TMS320F28335。

进一步，所述FPGA芯片采用CYCLONE4-EP4CE15。

进一步，所述FPGA芯片包括同步脉冲处理单元，所述同步脉冲处理单元包括：

同步脉冲接收器，用于接收同步脉冲和控制指令；

脉冲检测器，将同步脉冲转换为时序控制器可检测的同步电平信号；

指令缓存器，用于存储控制指令；

FPGA执行检测器，用于检测FPGA芯片目前内部工作状况，所述工作状况包括周期空闲时间、执行指令阶段及输出控制量阶段；

时序控制器，根据脉冲检测器的电平信号、指令缓冲器的缓存指令及工作状况，发出FPGA芯片执行的同步脉冲和缓存后的控制指令。

进一步，所述DSP处理器芯片与FPGA芯片之间是采用外部接口通信方法。

进一步，DSP处理器芯片使用数据地址线与EtherCAT从站芯片连接，获取主站发来的信息，并向FPGA芯片发出控制信号，所述控制信号包括同步脉冲信号及控制指令。

进一步，控制指令和同步脉冲采用间隔输出。

基于上述同步控制系统的控制方法，包括如下步骤：

在一个通信周期内：

主站通过EtherCAT从站芯片向DSP处理器芯片发送同步脉冲及控制指令；

DSP处理器芯片在T1时间后，向FPGA芯片发出同步脉冲及转矩控制指令信号，T1时间保证所有DSP处理器芯片能够处理完毕；