[发明专利]多轴运动控制器

摘要

本发明涉及一种数控技术领域的运动控制器及控制方法，具体是指基于双核处理器的，一种多轴运动控制器及其闭环PWM脉冲的控制方法。包括主处理器核心、上位机、伺服驱动器，上位机与主处理器核心之间通过串行总线连接，将运动指令数据传送到主处理器核心，还包括一个协处理器核心和集成多通道的PWM控制器，以及共享内存，所述PWM控制器与协处理器核心共同完成位置跟踪；所述共享内存、主处理器核心、PWM控制器、协处理器核心依次连接形成闭环。1.采用单路多核心DSP数字信号处理器，不存在处理器核心间共用数据一致性问题，也提高了处理效率。2.将闭环PWM脉冲控制方法应用到运动控制中。3.本发明技术易于扩展应用。

主权项

1.多轴运动控制器，包括主处理器核心（1）、上位机（5）、伺服驱动器（6），上位机（5）与主处理器核心（1）之间通过串行总线连接，将运动指令数据传送到主处理器核心（1），其特征在于，还包括一个协处理器核心（2）和集成多通道的PWM控制器（3），以及共享内存（4），所述PWM控制器（3）与协处理器核心（2）共同完成位置跟踪；所述共享内存（4）、主处理器核心（1）、PWM控制器（3）、协处理器核心（2）依次连接形成闭环；所述的多轴运动控制器采用了闭环PWM脉冲控制方法，包括以下控制步骤：步骤1、上位机（5）通过串行总线将运动控制指令数据发送到主处理器核心（1），主处理器核心（1）根据从共享内存（4）中读取各运动轴的当前位置与当前速度，并且周期性地进行插补算法处理；计算各轴在当前周期应该达到的目标速度与目标位置，并转换成相应通道的PWM脉冲频率，向PWM控制器（3）的相应通道更新脉冲频率，同时，向伺服驱动器（6）输出运动方向信号；步骤2、PWM控制器（3）的各个通道根据主处理器核心（1）计算出的相应PWM脉冲频率，输出符合要求的高精度连续驱动脉冲，伺服驱动器（6）接收到驱动脉冲，控制相应的轴电机运动；相应地，PWM控制器（3）在每个脉冲输出时，同时产生一个与协处理器核心（2）相应通道的中断请求；步骤3、接收到中断请求的协处理器核心（2），执行相应通道的中断服务处理程序，进行位置跟踪、计数处理，并将处理结果写入共享内存（4），供主处理器核心（1）在下一周期使用；步骤4、重复步骤1至步骤3，硬件设备从共享内存（4）起，依次经过主处理器核心（1）、PWM控制器（3）、协处理器核心（2）返回共享内存（4），形成一个完整的处理闭环，执行一次在极短周期内的运动控制；周期性地执行上述计算，实现控制运动执行机构按预定轨迹运动。