[发明专利]数字化控制装置及其控制方法、控制系统、存储介质

说明书

本发明公开了一种压电执行机构的数字化控制装置包括：DSP微型控制器、程序在线更新和数据通信模块、应变计ADC采集模块、DAC模拟输出模块以及压电执行结构模块；通过DSP微型控制器与各功能模块，实现程序的在线更新、闭环控制器G_c的闭环校正以及DAC控制量的模拟输出，进而实现电源的数字化控制。本发明还公开了一种压电执行机构的数字化控制方法、数字化电源控制系统和计算机可读存储介质。本发明装置以高性能的DSP微型控制器为核心，兼容各功能模块，提高了控制装置的数据交换效率和闭环控制性能，简化了硬件电路的结构设计，从而不仅能够同时支持程序在线更新和实时数据通信，还能够高精度、数字化地适应不同应用场合的控制需求。

技术领域

本发明涉及电源数字化控制技术领域，尤其涉及一种数字化控制装置及其控制方法、控制系统、存储介质。

背景技术

随着驱动控制技术的不断进步，压电执行机构在精密定位和快速校正系统中得到了越来越多的应用。传统的压电执行机构通常采用运算放大器搭建的模拟电路进行闭环控制，这种模拟控制方式具有较大的闭环带宽和较高的抗干扰能力，会导致控制系统的闭环参数整定比较复杂，进而系统很难达到最优的闭环控制效果。因此，数字化的控制器应运而生，数字控制器能够比较容易进行控制系统的闭环参数调整，从而达到比较理想的闭环控制效果。

但是，目前已有的数字化控制器没能同时兼顾高精度的位置传感器采集电路和数模转换电路，并且难以实现程序的在线更新和实时的数据通信功能。因此，如何设计出一款能够同时支持程序在线更新和实时数据通信的高精度、数字化压电执行机构控制装置具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种数字化控制装置及其控制方法、控制系统、存储介质，旨在解决如何能够同时支持程序在线更新和实时数据通信的高精度、数字化压电执行机构控制装置的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种压电执行机构的数字化控制装置，所述压电执行机构的数字化控制装置包括：

DSP微型控制器、程序在线更新和数据通信模块、应变计ADC采集模块、DAC模拟输出模块以及压电执行结构模块；

所述DSP微型控制器，用于与各功能模块进行数据交互，以实现程序的在线更新、闭环控制器G_c的闭环校正以及DAC控制量的模拟输出；

所述程序在线更新和数据通信模块，用于程序的在线更新、实时数据通信；

所述应变计ADC采集模块，用于应变计差动电压信号的采集，并将采集的信号发送至所述DSP微型控制器；

所述DAC模拟输出模块，用于接收所述DSP微型控制器输出的闭环控制量，并将所述闭环控制量转换为模拟电压进行输出；

所述压电执行结构模块，用于对所述DAC模拟输出模块输出的模拟电压进行高压放大，以实现电源的数字化控制。

可选的，所述DSP微型控制器为TMS320C28346芯片；所述程序在线更新和数据通信模块为FT2232HL芯片；所述DAC模拟输出模块为DAC8544芯片。

可选的，所述压电执行机构的数字化控制装置还包括：数字隔离器；

所述数字隔离器为ISO7220芯片，用于为所述TMS320C28346芯片和所述FT2232HL芯片提供信号连接。

可选的，所述应变计ADC采集模块包括ADC采集单元、参考基准电源和差动电压调理电路放大器；

所述ADC采集单元为LTC2440芯片，用于采集应变计差动电压信号和所述差动电压调理电路放大器输出的差分电压信号，并采用SPI接口与所述DSP微型控制器进行数据交互；

所述参考基准电源为LT6658芯片，用于为所述LTC2440芯片和所述差动电压调理电路放大器进行低噪声和低纹波供电；