CN102111106A - 一种基于arm和dsp的电机综合控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，它包括电压电流检测电路（6）、模数转换器（11）、DSP处理器（17）、PWM驱动电路（3）、双口RAM（16）、CPLD（19）、ARM处理器（15）和LCD触摸屏（18），所述的电压电流检测电路（6）检测被控电机（7）的电压和电流，它的信号输出通过模数转换器（11）与DSP处理器（17）相连，DSP处理器（17）与双口RAM（16）的一端连接，双口RAM（16）的另一端与ARM处理器（15）的电机控制信号端相连，ARM处理器（15）的人机界面控制端与LCD触摸屏（18）相连，DSP处理器（17）的输出通过PWM驱动电路改变电机（7）的状态。本发明的电机综合控制装置简化了控制器的检测系统，大大提高了控制器的通用性，节约系统硬件资源，提高了控制器的工作效率和可靠性。

Description

一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置
技术领域
 本发明涉及一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，尤其是可以灵活设置电机的类型，实现对电机各种参数的实时自动检测、电机状态估计以及自动设置的优化控制装置，具体地说是一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置。
背景技术
电机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济各个领域，以及人们的日常生活中。随着现代电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展，电机的应用技术也得到了进一步发展。除了普通电机以外，许多新型特种电机相继问世，如无刷直流电机、步进电机、永磁同步电机等等，于此同时，电机控制技术也向多样化和高效率方向发展。
目前，在电机控制技术的研究和应用领域，电机的控制技术已远远超出了先前对电机的启停控制、正反转动控制等简单的控制手段，实现对电机转速、位置、转矩的精确控制以使被驱动机械运动符合预定要求是当前电机控制技术的研究核心，这种新型的电机控制技术已经不再是传统意义的“电气传动”而是精度要求更高的“运动控制”。运动控制使被控机械运动实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩及力的控制，以及这些被控机械量的综合控制。
运动控制研究主要有各种相关控制算法的研究、与传感器相关的检测技术的研究以及相关电力电子技术的研究。目前在电机的运动控制中用于检测电机位置及转速的传感器一般采用贴装是霍尔传感器，该传感器的应用主要存在三个方面的问题，首先是该传感器需要安装到电机机体内部，安装困难；其次霍尔传感器工作原理是依靠检测磁场提供电机位置和速度信息，在电机机体内存在众多的电磁干扰以及粉尘污染，工作环境较差，容易损坏，因此检测精度和可靠型不高；最后由于传感器检测到的位置和速度信息需要电缆传输到控制，在施工方面存在布线困难。对于不同的电机已研制出不同的控制算法，不同运行状态的电机也有不同的控制算法，但各种算法都有其优势和不足之处，而目前一种电机控制器只内置了一种控制方法，并且电机的控制状态的转换还没有进行系统和全面的研究。
综上所述，目前普通电机控制器存在以下两个方面的不足：
1．采用霍尔传感器检测电机的位置和速度信号，霍尔传感器安装困难、易受干扰、易损坏、布线困难；
2．电机控制器通用性较差，只能对某种特定的电机进行控制，不能实现对不同的电机及电机的不同状态实现优化控制，没有实现电机状态的平滑切换控制。
发明内容
本发明的目的是针对现有电机控制器采用霍尔传感器检测电机位置和速度的不足, 以及现有电机控制通用性较差的缺点，提出一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，简化了控制器的检测系统，大大提高了控制器的通用性，节约系统硬件资源，提高了控制器的工作效率和可靠性。
本发明的技术方案是：
一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，它包括电压电流检测电路、模数转换器、DSP处理器、PWM驱动电路、双口RAM、CPLD、ARM处理器和LCD触摸屏，所述的电压电流检测电路作为控制装置的信号采集端检测被控电机的电压和电流，电压电流检测电路的信号输出通过模数转换器与DSP处理器的检测信号输入端相连，DSP处理器与双口RAM的一端连接，双口RAM的另一端与ARM处理器的电机控制信号端相连，ARM处理器的人机界面控制端与LCD触摸屏相连，DSP处理器的控制信号输出通过PWM驱动电路改变电机的状态。
本发明的装置还包括COM卡和SD卡，ARM处理器的对应信号端与COM卡和SD卡相连。
本发明的装置由系统电源为各部件提供工作电源；由系统时钟为各部件提供工作时钟。
本发明的DSP处理器通过双口RAM与ARM处理器进行双工通信。
本发明的ARM处理器用于向DSP处理器发送用户控制指令和接受电机状态信息。
本发明的LCD触摸屏用于用户输入控制指令。
本发明的有益效果：
本发明的电机综合控制装置，简化了控制器的检测系统，大大提高了控制器的通用性，节约系统硬件资源，提高了控制器的工作效率和可靠性。
本发明。
 
附图说明
图1是本发明的原理框图。
 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，它包括电压电流检测电路6、模数转换器11、DSP处理器17、PWM驱动电路3、双口RAM16、CPLD19、ARM处理器15和LCD触摸屏18，所述的电压电流检测电路6作为控制装置的信号采集端检测被控电机7的电压和电流，电压电流检测电路6的信号输出通过模数转换器11与DSP处理器17的检测信号输入端相连，DSP处理器17与双口RAM16的一端连接，双口RAM16的另一端与ARM处理器15的电机控制信号端相连，ARM处理器15的人机界面控制端与LCD触摸屏18相连，DSP处理器17的控制信号输出通过PWM驱动电路改变电机7的状态。
本发明的装置还包括COM卡和SD卡，ARM处理器15的对应信号端与COM卡和SD卡相连。
本发明的装置由系统电源20为各部件提供工作电源；由系统时钟21为各部件提供工作时钟。
具体实施时：
电压电流检测电路6检测被控电机7的电压和电流，通过模数转换器11转换后由DSP处理器17进行读取；DSP处理器17通过双口RAM16与ARM处理器15进行双向数据交换，DSP处理器17从双口RAM16读取一些ARM处理器15通过触摸屏18设置的一些初始信息，DSP处理器17将通过电压电流检测以及算法得到的电机的状态等信息通过双口RAM16传递给ARM处理器15，ARM处理器15通过触摸屏18实时报告给用户，用户根据自己的需要可以通过触摸屏18进行实时调整；系统电源20向各子系统提供各种电压幅值电源，系统时钟21向系统提供各种频率的时钟。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，其特征是它包括电压电流检测电路（6）、模数转换器（11）、DSP 处理器（17）、PWM驱动电路（3）、双口RAM（16）、CPLD（19）、ARM处理器（15）和LCD触摸屏（18），所述的电压电流检测电路（6）作为控制装置的信号采集端检测被控电机（7）的电压和电流，电压电流检测电路（6）的信号输出通过模数转换器（11）与DSP处理器（17）的检测信号输入端相连，DSP处理器（17）通过双口RAM（16）与ARM处理器（15）进行数据交换,通过ARM处理器（15）的人机界面与LCD触摸屏（18）实现对电机类型的动态设置并且实时显示经过DSP处理器(17)运算处理的电机实时信息，并且可以根据实时返回的信息,做出更精确的电机类型以及算法的及时调整,DSP处理器（17）的控制信号输出通过PWM驱动电路(3)改变电机（7）的状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，其特征是该装置还包括COM卡和SD卡，ARM处理器（15）与COM卡和SD卡相连,可以方便将设置数据以及得到的DSP处理器(17)的计算结果导出。
3.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，其特征是该装置由系统电源（20）为各部件提供工作电源；由系统时钟（21）为各部件提供工作时钟。
4.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，其特征是所述的DSP处理器（17）通过双口RAM（16）与ARM处理器（15）进行数据交换。
5.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，其特征是所述的ARM处理器（15）用于向DSP处理器（17）发送用户控制指令和接受电机状态信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于ARM和DSP的电机综合控制装置，其特征是所述的LCD触摸屏（18）用于用户输入控制指令,并且输出各类电机状态的实时信息。
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