[发明专利]一种智能液压作动控制系统的控制电路

说明书

本发明公开了一种智能液压作动控制系统的控制电路，包括：DSP芯片用于对速度环以及运行逻辑进行控制；CPLD芯片用于对电机的电流闭环进行控制；片间通信控制模块用于完成DSP芯片和CPLD芯片间的直接数据通讯控制；电压转换模块用于将弱电电源进行转换，生成不同电压的多轨电源；数字信号处理模块用于对外部数字逻辑信号进行处理，以供CPLD芯片使用；ADC模块用于实时获取智能液压作动控制系统的状态信息；信号调理电路用于对模拟信号进行滤波；同时对模拟信号进行信号调理。该控制电路可显著提升智能液压作动控制系统的控制效率和控制实时性，以及电流控制带宽。

技术领域

本发明涉及智能液压作动器控制电路技术领域，特别涉及一种智能液压作动控制系统的控制电路。

背景技术

智能液压作动器，可提供功率强大的、可靠的直线或旋转运动动力。智能液压作动器集成了常规功能的液压元件：电机、双向泵、特殊设计的阀组、油箱和双作用液压缸或液压马达。智能液压作动器具备出色的功率密度，使其区别于其他作动器。双作用液压缸，具备较大的输出力和输出速度。双向液压马达，可提供大扭矩，且在低速下运行平稳。

对于智能液压作动器的硬件系统，主要包括伺服控制器和驱动器两部分。目前，常用的硬件架构主要有3种：①单MCU(微控制单元，Micro Controller Unit)模式；②MCU+CPLD/FPGA的主从模式；③MCU+CPLD/FPGA的主主模式。其中，采用单MCU模式，整个控制算法、信号的采集以及PWM信号的产生均由MCU完成，由于选用的MCU通常会自带针对电机控制多种功能，而单MCU模式存在MCU任务繁重，同时受MCU自身内部固有运行机制的限制，整个系统的执行效率较低，控制实时性较低，仅适用于一些对控制精度和快速性要求不高的场合。MCU+CPLD/FPGA的主从模式是指控制算法和PWM的生成由MCU完成，而CPLD/FPGA主要完成信号的采集、故障信号以及整个系统的控制逻辑的管理任务，然而电流环控制以及PWM调制仍然由MCU完成，对于实时性和电流控制带宽要求很高的场合仍然有一定不足。MCU+CPLD/FPGA的主主模式，MCU只需完成实时性要求不高的位置环和速度环的运算，而信号采集、电流环控制和PWM调制均由CPLD/FPGA完成，存在没有充分利用MCU自带功能，CPLD/FPGA的开发量较大的问题。

因此，在现有智能液压作动器硬件系统的基础上，如何提供一种能实现MCU和CPLD/FPGA两者最优匹配的控制电路，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种至少解决上述部分技术问题的智能液压作动控制系统的控制电路，可显著提升控制系统的控制效率和控制实时性，以及电流控制带宽。

本发明实施例提供一种智能液压作动控制系统的控制电路，包括：DSP芯片、CPLD芯片、片间通信模块、电压转换模块、数字信号处理模块、ADC模块和信号调理电路；

所述DSP芯片用于对智能液压作动控制系统的速度环以及运行逻辑进行控制；以及通过片间数据传输接口，借由总线控制模块与所述CPLD芯片实现实时数据交互；

所述CPLD芯片用于对智能液压作动控制系统中电机的电流闭环进行控制；同时通过外部数据接口获取由所述ADC模块采集的电流传感器信息，产生逆变控制信号，并将所述逆变控制信号传输到智能液压作动控制系统的逆变驱动模块以控制输出电流；

所述片间通信控制模块用于完成所述DSP芯片和CPLD芯片间的直接数据通讯控制；

所述电压转换模块用于将弱电电源进行转换，生成不同电压的多轨电源，满足智能液压作动控制系统内所有芯片的供电需求；

所述数字信号处理模块用于对外部数字逻辑信号进行处理，以供所述CPLD芯片使用；所述外部数字逻辑信号包括：霍尔信号、过流信号和功率模块错误信号；

所述ADC模块用于实时获取智能液压作动控制系统的状态信息；