CN109669397A - 一种fc-ae-1553光纤总线通信伺服控制器 - Google Patents
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Abstract
一种FC‑AE‑1553光纤总线通信伺服控制器,包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、二次电源变换单元、ONU光电转换器单元。与原有基于MIL‑STD‑1553B总线伺服控制器相比,该伺服控制器不仅具备原伺服控制器方案电机电流、转速、作动器位移采集及信号处理与闭环运算控制、反馈伺服状态信息给控制系统功能,同时该伺服控制器可以外接光纤总线实现基于FC‑AE‑1553协议的光纤通信,该总线通信速率由MIL‑STD‑1553B协议的1M bps提高2000倍至2Gbps,大大提高通信带宽,同时总线通信传输由电信号变为光信号,提高了总线通信的抗电磁干扰性能、减轻了总线传输电缆重量。
Description
技术领域
本发明涉及伺服控制和通信领域,具体涉及一种伺服控制器。
背景技术
伺服控制器可应用于火箭机电伺服系统中。在火箭机电伺服系统中伺服控制器的作用为:控制伺服驱动器驱动作动器按控制系统下发的伺服指令动作,完成火箭喷管的姿态调节,同时反馈伺服状态信息至控制系统供控制系统对正常伺服运行状态进行监控和评估。现有的伺服控制器总线通信普遍采用MIL-STD-1553B协议,其存在以下缺点:
1、通信速率为1M bps,在每个伺服闭环周期内伺服系统只能反馈有限的伺服状态信息给控制系统,使得控制系统评估伺服运行状态运行情况有限,当伺服系统出现故障时也无法通过控制系统监控数据快速定位伺服故障点。上述情况在多通道集成伺服系统时由于通道数增加,伺服状态信息成倍增加,该缺点尤为明显,其中多通道伺服系统指一台伺服控制器控制多台作动器动作的伺服系统。
2、MIL-STD-1553B通信总线上传输的为电信号,大功率机电伺服系统电磁环境复杂,总线上通信信号可受电磁干扰。
3、MIL-STD-1553B总线通信介质为铜缆,电缆重量相对较重。对于火箭应用领域,众多设备配套的通信电缆增加了火箭的载重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:为克服现有MIL-STD-1553B通信速率低、通信信号可受电磁干扰、及线缆重量相对较重的不足,提出一种基于DSP与FGPA的FC-AE-1553光线总线伺服控制器,不仅具备原伺服控制器方案电机电流、转速、作动器位移采集及信号处理与闭环运算控制、反馈伺服状态信息给控制系统功能,同时可以外接光纤总线实现基于FC-AE-1553协议的光纤通信。
本发明所采用的技术方案为:
一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、ONU光电转换器单元;
ONU光电转换器单元将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为伺服指令差分接口电信号传送至1553协议处理单元;ONU光电转换器单元接收1553协议处理单元发送的伺服状态差分接口电信号,并转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统;
1553协议处理单元将ONU光电转换器单元发送的伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号发送至FPGA单元;1553协议处理单元接收到FPGA单元发送的伺服状态CNI接口电信号,并处理为伺服状态差分接口电信号后,传递至ONU光电转换器单元;1553协议处理单元接收FPGA单元SPI接口发送的配置信息对自身状态寄存器进行配置;
FPGA单元接收1553协议处理单元发送的伺服指令CNI接口电信号,进行协议转换后生成伺服指令XINTF接口电信号,发送至DSP单元;FPGA单元接收DSP单元发送的伺服状态XINTF接口电信号,经过协议转换后生成伺服状态CNI接口电信号,发送至1553协议处理单元;FPGA单元通过SPI接口发送配置信息对1553协议处理单元寄存器进行配置;
DSP单元采集经过信号处理单元处理的伺服状态信息,并接收FPGA单元XINTF接口发送的伺服指令XINTF接口电信号,伺服指令信息与伺服状态信息经过位置环、速度环、电流环三环闭环运算,生成PWM控制率,通过PWM接口输出至信号处理单元;DSP单元将伺服状态信息通过XINTF接口发送至FPGA单元;
信号处理单元采集电机电流、速度、作动器位移信号,对电机电流、速度、作动器位移信号分别进行信号调理生成符合DSP单元采集标准的电压信号;信号处理单元接收PWM控制率进行电平转换后发送至外部伺服驱动器。
在上述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,还包括二次电源变换单元,二次电源变换单元接收外部电源输入,经二次电源变换分别给信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、信号处理单元、ONU光电转换器单元单元的电源子单元供电。
在上述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,
所述的FPGA单元包括XINTF接口、协议处理模块、CNI接口、SPI接口、INT接口;
XINTF接口包括数据总线、地址总线、控制信号单元;
协议处理模块包括数据总线三态切换开关、端口控制逻辑译码单元、发送缓冲区、发送数据状态机、接收数据状态机、接收缓冲区;
CNI接口包括CNI_TXD端口、CNI_TXCLK端口、CNI_TXEN端口、CNI_RXEN端口、CNI_RXCLK端口、CNI_RXD端口;
数据总线通过数据总线三态切换开关向发送缓冲区发送待写数据;地址总线、控制信号单元通过端口控制逻辑译码单元产生方向控制信号和写控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;发送数据状态机接收写控制信号,产生发送缓冲控制逻辑信号,将待写数据写入发送缓冲区;发送数据状态机判断数据是否写入完成,产生发送时钟信号发送至CNI_TXCLK端口、产生发送使能信号发送至CNI_TXEN端口,通过发送缓冲控制逻辑信号控制发送缓冲区将缓存数据发送到CNI_TXD端口上,完成XINTF接口电信号转为CNI接口电信号;
CNI_RXEN端口和CNI_RXCLK端口分别输出接收使能信号和接收时钟信号至接收数据状态机;接收数据状态机产生接收缓冲控制逻辑信号,控制CNI_RXD端口输出接收数据信号到接收缓冲区,接收数据信号写入接收缓冲区完成后,接收数据状态机产生接收数据完成信号,发送至INT接口;地址总线、控制信号通过端口控制逻辑译码产生方向控制信号和读控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;接收数据状态机接收读控制信号,产生接收缓冲控制逻辑信号,控制接收缓冲区输出带读数据至数据总线三条切换开关,待读数据通过数据总线三态切换开关发至数据总线,完成CNI接口电信号转为XINTF接口电信号;
FPGA单元通过SPI接口发送配置信息对1553协议处理单元寄存器进行配置。
在上述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,所述伺服状态信息包括电机电流、速度,作动器位移信。
在上述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,所述FPGA单元每接收一次伺服指令信息时,均通过INT接口发送中断信号至DSP单元产生接收中断。
在上述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,所述DSP单元每接收一次FPGA单元INT接口发送到中断信号后,均通过XINTF接口读取FPGA单元XINTF发送的新一条伺服指令信息。
在上述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,所述二次电源变换单元接收外部28V的电源输入。
在上述一种FC-AE-1553光纤总线伺服控制器的伺服控制方法,包括步骤如下:
步骤一、将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为差分接口电信号;
步骤二、将伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号;
步骤三、接收伺服指令CNI接口电信号,进行协议转换后生成伺服指令XINTF接口电信号;
步骤四、采集伺服状态信息,并接收伺服指令XINTF接口电信号,伺服指令信息与伺服状态信息经过位置环、速度环、电流环三环闭环运算,生成PWM控制率进行电平转换后发送至外部伺服驱动器;
步骤五、将伺服状态信息转化为伺服状态XINTF接口电信号,经过协议转换后生成伺服状态CNI接口电信号;
步骤六、接收伺服状态CNI接口电信号,处理为伺服状态差分接口电信号;
步骤七、将伺服状态差分接口电信号转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统。
在上述的一种FC-AE-1553光纤总线伺服控制器的伺服控制方法,
所述步骤三中,将CNI接口电信号转为XINTF接口电信号的方法为:
CNI_RXEN端口和CNI_RXCLK端口分别输出接收使能信号和接收时钟信号至接收数据状态机;
接收数据状态机产生接收缓冲控制逻辑信号,控制CNI_RXD端口输出接收数据信号到接收缓冲区,接收数据信号写入接收缓冲区完成后,接收数据状态机产生接收数据完成信号,发送至INT接口;
地址总线、控制信号通过端口控制逻辑译码产生方向控制信号和读控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;
接收数据状态机接收读控制信号,产生接收缓冲控制逻辑信号,控制接收缓冲区输出带读数据至数据总线三条切换开关,待读数据通过数据总线三态切换开关发至数据总线。
在上述的一种FC-AE-1553光纤总线伺服控制器的伺服控制方法,
所述步骤五中,将XINTF接口电信号转为CNI接口电信号的方法为:
数据总线通过数据总线三态切换开关向发送缓冲区发送待写数据;
地址总线、控制信号单元通过端口控制逻辑译码单元产生方向控制信号和写控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;
发送数据状态机接收写控制信号,产生发送缓冲控制逻辑信号,将待写数据写入发送缓冲区;
发送数据状态机判断数据是否写入完成,产生发送时钟信号发送至CNI_TXCLK端口、产生发送使能信号发送至CNI_TXEN端口,通过发送缓冲控制逻辑信号控制发送缓冲区将缓存数据发送到CNI_TXD端口上。
本发明与现有技术相比的有益效果为:
(1)本发明采用集成封装式FC-AE-1553协议处理芯片TFC1553K应用于基于DSP与FPGA光纤总线伺服控制器方案。该伺服控制器省去用户开发复杂的FC-AE-1553协议环节,具有集成度高、体积小、便于开发的优点。
(2)本发明的1553总线通信速率由1M bps提升为2G bps,通信带宽提高2000倍,在每个闭环周期内可反馈更充分的伺服状态信息至控制系统,尤其适用于多通道集成伺服系统。
(3)本发明的FC-AE-1553光纤总线与传统的MIL-STD-1553B方式相比通信介质由电信号为光信号,提高了大功率机电伺服抗电磁干扰性能,同时电缆与铜芯电缆改为光纤,减轻了伺服系统重量。
附图说明
图1为伺服控制器组成图。
图2为CNI到XINTF接口数据处理过程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,如图1所示,包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、二次电源变换单元、ONU光电转换器单元。
其中,ONU光电转换器单元将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为差分接口电信号传送至1553协议处理单元;ONU光电转换器单元接收1553协议处理单元发送的伺服状态差分接口电信号,并转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统;
1553协议处理单元将ONU光电转换器单元发送的伺服指令差分接口电信号转化为CNI接口电信号发送至FPGA单元;1553协议处理单元接收到FPGA单元发送的伺服状态CNI接口电信号,并处理为差分接口电信号后,传递至ONU光电转换器单元;1553协议处理单元接收FPGA单元SPI接口发送的配置信息对自身状态寄存器进行配置。
FPGA单元接收1553协议处理单元发送的伺服指令CNI接口电信号,进行协议转换后生成XINTF接口电信号,发送至DSP单元;FPGA单元接收DSP单元发送的伺服状态XINTF接口电信号,经过协议转换后生成CNI接口电信号,发送至1553协议处理单元;FPGA单元接每接收完一次伺服指令信息时通过INT接口发送中断信号至DSP单元产生接收中断;FPGA单元通过SPI接口发送配置信息对1553协议处理单元寄存器进行配置;
DSP单元采集经过信号处理单元处理的伺服状态信息,并接收FPGA单元XINTF接口发送的伺服指令信息,伺服指令信息与伺服状态信息经过位置环、速度环、电流环三环闭环运算,生成PWM控制率,通过PWM接口输出至信号处理单元;DSP单元将伺服状态信息通过XINTF接口发送至FPGA单元;伺服状态信息包括电机电流、速度,作动器位移信息;DSP单元每接收一次FPGA单元INT接口发送到中断信号,通过XINTF接口读取FPGA单元XINTF发送的新一条伺服指令信息。
信号处理单元采集电机电流、速度、作动器位移信号,对电机电流、速度、作动器位移信号分别进行信号调理生成符合DSP单元采集标准的电压信号;信号处理单元接收PWM控制率进行电平转换后发送至外部伺服驱动器;
二次电源变换单元接收外部28V电源输入,经二次电源变换分别给信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、信号处理单元、ONU光电转换器单元单元的电源子单元供电;
ONU光电转换器单元选用的为中航光电科技股份有限公司的ONU有源连接器组合。该连接器组合一端为HJ30J电插头,内部集成了光电转换电路,另一端为2个FC光插头。ONU有源连接器将2路CML电信号转换为2路1310nm突发发射光信号,将2路1490nm连续接收光信号转换为2路CML电信号。可根据总线传输的光纤信号特性选用其它规格的光电转换器。
本实施例所述的FPGA单元包括XINTF接口、协议处理、CNI接口、SPI接口、INT接口、电源子单元。其中:XINTF接口由数据总线、地址总线、控制信号三部分组成;协议处理由数据总线三态切换开关、端口控制逻辑译码、发送缓冲区、发送数据状态机、接收数据状态机、接收缓冲区组成;CNI接口由CNI_TXD端口、CNI_TXCLK端口、CNI_TXEN端口、CNI_RXEN端口、CNI_RXCLK端口、CNI_RXD端口组成;其中协议处理模块的功能为完成XINTF接口电信号与CNI接口电信号的互相转换,如图2所示。
XINTF接口电信号转为CNI接口电信号流程为:由XINTF接口的数据总线通过数据总线三态切换开关向发送缓冲区发送待写数据,并由XINTF接口的地址总线、控制信号通过端口控制逻辑译码产生方向控制信号和写控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向,由写控制信号和发送数据状态机产生发送缓冲控制逻辑信号,将待写数据写入发送缓冲区,由发送数据状态机判断数据写入完成,产生发送时钟和发送使能信号,通过发送缓冲控制逻辑信息控制发送缓冲区将缓存数据发送到CNI接口的CNI_TXD端口上;
由CNI接口电信号转为XINTF接口电信号流程为:由CNI接口的CNI_RXEN端口和CNI_RXCLK端口分别输出接收时钟信号和接收数据信号,通过接收数据状态机产生接收缓冲控制逻辑信号,控制CNI的CNI_RXD端口输出接收数据到接收缓冲区,接收数据信号写入接收缓冲区完成后接收数据状态机产生接收数据完成信号,发送至FPGA的INT接口,由XINTF接口的地址总线、控制信号通过端口控制逻辑译码产生方向控制信号和读控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向,由读控制信号和接收数据状态机产生接收缓冲控制逻辑信号,待读数据通过数据总线三态切换开关发至XINTF接口的数据总线。
1553协议处理单元选用的为北京国科天迅有限公司的TFC1553K芯片,该芯片提供双路FC-AE-1553通信接口,内部高度集成了两个高速串行收发器、双路备份逻辑、协议解析逻辑、存储器、DMA逻辑、接口逻辑等,可作为FC-AE-1553网络通信节点,实现高速数据接入FC-AE-1553网络的功能。大大节省用户开发FC-AE-1553协议的时间及印制板空间,本实施例所述的FC-AE-1553协议处理单元最高通信速率为2Gbps。可根据实际需求配置低于2Gbps的其它通信速率。
DSP单元采用Texas Instruments公司的TMS320F28377芯片,该芯片内部16通道12位AD用来采集信号处理单元传输的电机电流、作动器位移信息;芯片内部的eCAP模块和eQEP模块用于连接信号处理单元输出的电机速度传感器电平,经芯片程序计算获得电机转速信息;芯片内部的ePWM模块用来配置互补PWM控制率。对于所属本领域的普通技术人员可根据处理伺服状态信息的需求选择TMS320F28335或者其它处理器平台。
DSP单元内部伺服闭环采用位置环、速度环、电流环三闭环算法,对于所属本领域的普通技术人员可根据处理伺服传感器数量、闭环特性需求选择位置环、电流环双闭环或位置环、速度环双闭环、或者位置环单闭环方案。
信号处理单元用于将电机电流传感器、电机转速传感器、作动器位移传感器信息转换为DSP单元采集标准的电压信号。所述的电机电流传感器可为电压型电流传感器、亦可为霍尔电流传感器、电流采样电阻传感器,电机转速传感器可为光电编码器、旋转编码器,作动器位移传感器可为电位计、LVDT传感器,对于所属本领域的普通技术人员可根据不同传感器类型选择不同类型的信号处理电路。
二次电源变换单元各电源及其上电时序配置由ANALOG DEVICES公司的LTM4644芯片及其时序配置电路实现。对于所属本领域的普通技术人员亦可选择其他电源芯片,并选择合适的时序配置电路实现上述需求。
伺服控制器方案根据使用需求采集不多于四组电机电流、转速、作动器位移伺服状态信息,控制不多于四台作动器动作。可根据需求配置不同的作动器台数实现多通道集成伺服系统。
伺服控制器方案的伺服状态信息包括电机电流、速度,作动器位移信息,由于本方案总线通信速率高达2Gbps,采用本实施例方案可以在单通道伺服系统或者多通道伺服系统中均可支持反馈更多的伺服状态信息至控制系统。更多的伺服状态信息包括但不限于伺服运行时间、二次电源、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元正常监控信息、驱动电路过流、短路信息。
根据基于DSP与FPGA的FC-AE-1553光纤总线伺服控制器的伺服控制方法,包括步骤如下:
步骤一、将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为差分接口电信号;
步骤二、将伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号;
步骤三、接收伺服指令CNI接口电信号,进行协议转换后生成伺服指令XINTF接口电信号;
步骤四、采集伺服状态信息,并接收伺服指令XINTF接口电信号,伺服指令信息与伺服状态信息经过位置环、速度环、电流环三环闭环运算,生成PWM控制率进行电平转换后发送至外部伺服驱动器;
步骤五、将伺服状态信息转化为伺服状态XINTF接口电信号,经过协议转换后生成伺服状态CNI接口电信号;
步骤六、接收伺服状态CNI接口电信号,处理为伺服状态差分接口电信号;
步骤七、将伺服状态差分接口电信号转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统。
本发明说明书为详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。
Claims (10)
1.一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于,包括信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、ONU光电转换器单元;
ONU光电转换器单元将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为伺服指令差分接口电信号传送至1553协议处理单元;ONU光电转换器单元接收1553协议处理单元发送的伺服状态差分接口电信号,并转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统;
1553协议处理单元将ONU光电转换器单元发送的伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号发送至FPGA单元;1553协议处理单元接收到FPGA单元发送的伺服状态CNI接口电信号,并处理为伺服状态差分接口电信号后,传递至ONU光电转换器单元;1553协议处理单元接收FPGA单元SPI接口发送的配置信息对自身状态寄存器进行配置;
FPGA单元接收1553协议处理单元发送的伺服指令CNI接口电信号,进行协议转换后生成伺服指令XINTF接口电信号,发送至DSP单元;FPGA单元接收DSP单元发送的伺服状态XINTF接口电信号,经过协议转换后生成伺服状态CNI接口电信号,发送至1553协议处理单元;FPGA单元通过SPI接口发送配置信息对1553协议处理单元寄存器进行配置;
DSP单元采集经过信号处理单元处理的伺服状态信息,并接收FPGA单元XINTF接口发送的伺服指令XINTF接口电信号,伺服指令信息与伺服状态信息经过位置环、速度环、电流环三环闭环运算,生成PWM控制率,通过PWM接口输出至信号处理单元;DSP单元将伺服状态信息通过XINTF接口发送至FPGA单元;
信号处理单元采集电机电流、速度、作动器位移信号,对电机电流、速度、作动器位移信号分别进行信号调理生成符合DSP单元采集标准的电压信号;信号处理单元接收PWM控制率进行电平转换后发送至外部伺服驱动器。
2.根据权利要求1所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于,还包括二次电源变换单元,二次电源变换单元接收外部电源输入,经二次电源变换分别给信号处理单元、DSP单元、FPGA单元、1553协议处理单元、信号处理单元、ONU光电转换器单元单元的电源子单元供电。
3.根据权利要求2所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于:
所述的FPGA单元包括XINTF接口、协议处理模块、CNI接口、SPI接口、INT接口;
XINTF接口包括数据总线、地址总线、控制信号单元;
协议处理模块包括数据总线三态切换开关、端口控制逻辑译码单元、发送缓冲区、发送数据状态机、接收数据状态机、接收缓冲区;
CNI接口包括CNI_TXD端口、CNI_TXCLK端口、CNI_TXEN端口、CNI_RXEN端口、CNI_RXCLK端口、CNI_RXD端口;
数据总线通过数据总线三态切换开关向发送缓冲区发送待写数据;地址总线、控制信号单元通过端口控制逻辑译码单元产生方向控制信号和写控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;发送数据状态机接收写控制信号,产生发送缓冲控制逻辑信号,将待写数据写入发送缓冲区;发送数据状态机判断数据是否写入完成,产生发送时钟信号发送至CNI_TXCLK端口、产生发送使能信号发送至CNI_TXEN端口,通过发送缓冲控制逻辑信号控制发送缓冲区将缓存数据发送到CNI_TXD端口上,完成XINTF接口电信号转为CNI接口电信号;
CNI_RXEN端口和CNI_RXCLK端口分别输出接收使能信号和接收时钟信号至接收数据状态机;接收数据状态机产生接收缓冲控制逻辑信号,控制CNI_RXD端口输出接收数据信号到接收缓冲区,接收数据信号写入接收缓冲区完成后,接收数据状态机产生接收数据完成信号,发送至INT接口;地址总线、控制信号通过端口控制逻辑译码产生方向控制信号和读控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;接收数据状态机接收读控制信号,产生接收缓冲控制逻辑信号,控制接收缓冲区输出带读数据至数据总线三条切换开关,待读数据通过数据总线三态切换开关发至数据总线,完成CNI接口电信号转为XINTF接口电信号;
FPGA单元通过SPI接口发送配置信息对1553协议处理单元寄存器进行配置。
4.根据权利要求1所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于:所述伺服状态信息包括电机电流、速度,作动器位移信。
5.根据权利要求1所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于:所述FPGA单元每接收一次伺服指令信息时,均通过INT接口发送中断信号至DSP单元产生接收中断。
6.根据权利要求5所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于:所述DSP单元每接收一次FPGA单元INT接口发送到中断信号后,均通过XINTF接口读取FPGA单元XINTF发送的新一条伺服指令信息。
7.根据权利要求1所述一种FC-AE-1553光纤总线通信伺服控制器,其特征在于:所述二次电源变换单元接收外部28V的电源输入。
8.根据权利要求1~7中任一项所述一种FC-AE-1553光纤总线伺服控制器的伺服控制方法,其特征在于,包括步骤如下:
步骤一、将从外部控制系统接收到的伺服指令光纤接口信号转为差分接口电信号;
步骤二、将伺服指令差分接口电信号转化为伺服指令CNI接口电信号;
步骤三、接收伺服指令CNI接口电信号,进行协议转换后生成伺服指令XINTF接口电信号;
步骤四、采集伺服状态信息,并接收伺服指令XINTF接口电信号,伺服指令信息与伺服状态信息经过位置环、速度环、电流环三环闭环运算,生成PWM控制率进行电平转换后发送至外部伺服驱动器;
步骤五、将伺服状态信息转化为伺服状态XINTF接口电信号,经过协议转换后生成伺服状态CNI接口电信号;
步骤六、接收伺服状态CNI接口电信号,处理为伺服状态差分接口电信号;
步骤七、将伺服状态差分接口电信号转换为伺服状态光纤接口信号发送至外部控制系统。
9.根据权利要求8所述的一种FC-AE-1553光纤总线伺服控制器的伺服控制方法,其特征在于:
所述步骤三中,将CNI接口电信号转为XINTF接口电信号的方法为:
CNI_RXEN端口和CNI_RXCLK端口分别输出接收使能信号和接收时钟信号至接收数据状态机;
接收数据状态机产生接收缓冲控制逻辑信号,控制CNI_RXD端口输出接收数据信号到接收缓冲区,接收数据信号写入接收缓冲区完成后,接收数据状态机产生接收数据完成信号,发送至INT接口;
地址总线、控制信号通过端口控制逻辑译码产生方向控制信号和读控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;
接收数据状态机接收读控制信号,产生接收缓冲控制逻辑信号,控制接收缓冲区输出带读数据至数据总线三条切换开关,待读数据通过数据总线三态切换开关发至数据总线。
10.根据权利要求9所述的一种FC-AE-1553光纤总线伺服控制器的伺服控制方法,其特征在于:
所述步骤五中,将XINTF接口电信号转为CNI接口电信号的方法为:
数据总线通过数据总线三态切换开关向发送缓冲区发送待写数据;
地址总线、控制信号单元通过端口控制逻辑译码单元产生方向控制信号和写控制信号,控制数据总线三态切换开关数据流向;
发送数据状态机接收写控制信号,产生发送缓冲控制逻辑信号,将待写数据写入发送缓冲区;
发送数据状态机判断数据是否写入完成,产生发送时钟信号发送至CNI_TXCLK端口、产生发送使能信号发送至CNI_TXEN端口,通过发送缓冲控制逻辑信号控制发送缓冲区将缓存数据发送到CNI_TXD端口上。
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