[发明专利]一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统

摘要

一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统，涉及机电伺服控制领域；包括如处理器单元、存储器单元、总线接口单元、指令输出单元和信号处理单元；其中，处理器单元包括异步串口模块、SRAM模块、SPI总线模块、SSI解码模块、AD转换模块、控制算法模块和PWM模块；总线接口单元包括隔离变换模块、网络变压模块和网络协议控制模块；信号处理单元包括R/D变换模块、隔离变换模块、A/D变换模块和信号调理模块；本发明提高了伺服控制驱动器的集成化程度、提高控制算法的执行速度和并行能力，实现多电机高速同步控制。

主权项

1.一种用于机电伺服的高速高精密多轴并行控制系统，其特征在于：包括如处理器单元、存储器单元、总线接口单元、指令输出单元和信号处理单元；其中，处理器单元包括异步串口模块、SRAM模块、SPI总线模块、SSI解码模块、AD转换模块、控制算法模块和PWM模块；总线接口单元包括第一隔离变换模块、网络变压模块和网络协议控制模块；信号处理单元包括R/D变换模块、第二隔离变换模块、A/D变换模块和信号调理模块；存储器单元：预先输入控制参数，并将控制参数发送至控制算法模块；第一隔离变换模块：接收外部控制系统传来的控制指令，并将控制指令发送至异步串口模块；异步串口模块：接收第一隔离变换模块传来的控制指令，对控制指令进行解析，生成位置指令，并将位置指令发送至控制算法模块；网络变压模块：接收外部控制系统传来的网络信号；将网络信号转发至网络协议控制模块；网络协议控制模块：接收网络变压模块传来的网络信号，对网络信号进行解析生成控制指令；并将控制指令发送至SRAM模块；SRAM模块：接收网络协议控制模块传来的控制指令，对控制指令进行解析，生成位置指令；并将位置指令发送至控制算法模块；R/D变换模块：接收外部旋转变压器传来的旋变信号，将旋变信号转换成串行角度数字信号和串行速度数字信号；并将串行角度数字信号和串行速度数字信号发送至SPI总线模块；SPI总线模块：接收R/D变换模块传来的串行角度数字信号和串行速度数字信号，将串行角度数字信号和串行速度数字信号转换成并行旋变标准信号；并将并行旋变标准信号发送至控制算法模块；第二隔离变换模块：接收外部位置传感器传来的差分位移信号，将差分位移信号转换成单端串行位移信号，并将单端串行位移信号发送至SSI解码模块；SSI解码模块：接收第二隔离变换模块传来的单端串行位移信号，将单端串行位移信号转换成并行位移信号；并将并行位移信号发送至控制算法模块；信号调理模块：接收外部电机传来的U/V相电流；对U/V相电流依次进行滤波、增益处理，生成滤波增益调理后的U/V相电流；并将滤波增益调理后的U/V相电流发送至A/D变换模块；A/D变换模块：接收信号调理模块传来的滤波增益调理后的U/V相电流，进行模数转换处理，生成U/V相电流数字信号；并将U/V相电流数字信号发送至AD转换模块；AD转换模块：接收A/D变换模块传来的U/V相电流数字信号，将U/V相电流数字信号转发至控制算法模块；控制算法模块：接收存储器单元传来的控制参数；接收异步串口模块传来的位置指令；接收SRAM模块传来的位置指令；接收SPI总线模块传来的并行旋变标准信号；接收SSI解码模块传来的并行位移信号；接收AD转换模块传来的U/V相电流数字信号；汇总解析，得到占空比数据；并将占空比数据发送至PWM模块；PWM模块：接收控制算法模块传来的占空比数据，根据占空比数据生成PWM信号，并将PWM信号发送至指令输出单元；指令输出单元：接收PWM模块传来的PWM信号，对PWM信号进行放大处理，生成放大后的PWM信号；并将放大后的PWM信号输出至外部功率驱动电路。