[发明专利]一种数字式闭环控制电容调高系统的方法

摘要

本发明涉及数控技术领域，具体地说是一种数字式闭环控制电容调高系统的方法，所述的电容采集放大器采用LC谐振电路的输出端连接信号放大电路输入端所组成；所述的调高器主控制板采用信号接收电路的输出端依次连接FPGA芯片的信号输入端、主控制板核心处理器的一输入端、伺服电机接口电路的另一信号端，主控制板核心处理器的另两个信号端分别双向连接人机接口的一端、以太网接口的一端；信号放大电路的输出端连接信号接收电路的输入端；信号接收电路的磁电转换电路的输出端连接FPGA芯片的信号输入端。本发明同现有技术相比，把板间电容转化成数字频率信号后进行传输和测量，抗干扰能力强，不受传输距离限制，测量精度。

主权项

一种数字式闭环控制电容调高系统的方法，包括调高器主控制板、伺服机构模块、电容采集放大器；所述的调高器主控制板包括主控制板核心处理器、伺服电机接口电路；所述的主控制板核心处理器嵌设有调高处理软件；所述的伺服机构模块包括编码器、伺服电机、伺服驱动器、机械零点信号感应器、传动机构，其中伺服电机接口电路的一信号端双向连接伺服驱动器的信号端，伺服电机接口电路的信号输入端连接机械零点信号感应器的信号输出端，其特征在于：A.所述的电容采集放大器采用数字式电容采集放大器，所述的数字式电容采集放大器是采用LC谐振电路的输出端连接信号放大电路输入端所组成；所述的调高器主控制板采用信号接收电路的输出端依次连接FPGA芯片的信号输入端、主控制板核心处理器的一输入端、伺服电机接口电路的另一信号端，主控制板核心处理器的另两个信号端分别双向连接人机接口的一端、以太网接口的一端，人机接口的另一端连接键盘和液晶显示器所构成；数字式电容采集放大器中的信号放大电路的输出端连接调高器主控制板的信号接收电路的输入端；所述的信号接收电路采用EMIFIL电容滤波电路的输出端依次连接阻抗匹配电路的输入端、运算放大电路的输入端、磁电转换电路的输入端所组成；磁电转换电路的输出端连接FPGA芯片的信号输入端；B.所述的调高处理软件进行如下处理步骤：(1)开始；(2)从人机接口或以太网接口接收命令；(3)判断接收到命令否，没有接收到命令，则返回开始；接收到命令则判断是否有停止命令；(4)停止命令为是，则停止一切动作并返回开始步骤；停止命令为否，则判断是否 有高度跟随命令；(5)高度跟随命令为是，则停止一切动作，并设置跟随高度，然后执行高度跟随流程并返回“开始”步骤；高度跟随命令为否，则判断是否有单边保护命令；(6)单边保护命令为是，则停止一切动作，并设置保护高度，然后执行单边保护流程，并返回“开始”步骤；单边保护命令为否，则判断是否有空移定位命令；(7)空移定位命令为是，则停止一切动作，并设置空移目标位置，然后执行空移定位流程，并返回“开始”步骤；空移定位命令为否，则判断是否有机械回零命令；(8)机械回零命令为是，则停止一切动作，然后执行机械回零流程，并返回“开始”步骤；机械回零命令为否，进入错误命令处理，并返回“开始”步骤；C.数字式电容采集放大器采集电容信号后经LC谐振电路对电容进行反复地充放电，产生频率在1～10MHZ的高频数字信号，接着信号放大电路对高频数字信号进行差分放大成5V的差分数字信号后输出，然后调高器主控制板内的信号接收电路先采用EMIFIL电容滤波电路来过滤高次谐波干扰，再通过阻抗匹配电路来终结信号的传输完成接收，接着运算放大电路再次将信号调理成幅值5V的数字频率信号；最后经磁电转换电路将信号调理成同等频率的方波信号后，输出给FPGA芯片的信号输入端，FPGA芯片对该同等频率的方波信号的上升沿进行过采样，通过方波信号中相邻两个上升沿的间隔时间来计算出该方波信号的频率值，并对超过100个连续的频率值做均值滤波处理后，将均值滤波后的电容信号频率值结果存储在FPGA芯片的内部寄存器中供主控制板核心处理器读取后，由调高器处理软件对读取后的电容信号频率值进行处理后实现对伺服机构模块的运动控制。