CN203054620U - 基于dsp的转台速率控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于DSP的转台速率控制系统，包括与转台的力矩电机相连的计算机，本实用新型还包括与计算机相连接的数字信号处理器以及设于力矩电机上的现场可编程门阵列，所述的力矩电机通过数字信号处理器连接在计算机上，所述的现场可编程门阵列与数字信号处理器相连接。本实用新型设计合理，采用数字信号处理器（DSP）以及现场可编程门阵列（FPGA）的设计，可使转台速率控制系统满足高精密速率的工作要求，较现有的通过逻辑电路、单片机控制等方式而言，具有系统集成度高、功能扩展更容易、数字信号处理能力强等诸多优点，可以借鉴广泛应用在通信工程的速率控制系统领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及速率控制领域，具体的说，是基于DSP的转台速率控制系统。
背景技术
转台适用于船舶工程领域，可让系泊在单点系泊装置上的船舶按封闭特性进行旋转，也可称之为回转工作台，可以被旋转到任意位置并固定在该位置，是一种用于监控行业的精密设备。对于现有的转台速率控制系统而言，常采用逻辑电路、单片机控制或由计算机参与控制，多存在系统集成度低、运算速度低等缺点，对于许多大型船舶设备，当由计算机控制多轴转台的每个轴工作时，大大提高了系统的复杂性，安装与维修均十分不便，而在此基础上，本实用新型提出了一种基于DSP转台速率控制系统，具有更好的实用性，更满足了船舶等设备高精密速率的工作要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供基于DSP的转台速率控制系统，本实用新型采用数字信号处理器（DSP）以及现场可编程门阵列（FPGA）的设计，较现有的通过逻辑电路、单片机控制等方式而言，具有系统集成度高、功能扩展更容易、数字信号处理能力强等诸多优点，可以借鉴广泛应用在通信工程的速率控制系统领域中，实用性强。
本实用新型通过下述技术方案实现：基于DSP的转台速率控制系统，包括与转台的力矩电机相连的计算机，为克服现有逻辑电路、单片机控制或计算机参与控制等方式的不足，本实用新型还包括与计算机相连接的数字信号处理器（DSP）以及设于力矩电机上的现场可编程门阵列（FPGA），所述的力矩电机通过数字信号处理器连接在计算机上，所述的现场可编程门阵列与数字信号处理器相连接，在实际应用过程中，DSP具有运算速度高、数字信号处理能力强、功能丰富等优势，大大提高了系统的分辨率以及速率控制范围，更能满足现代工业领域等高精密速率的工作要求，实用性更强。
为更好的实现上述结构，在所述的转台上还设有测量位移的感应同步器，所述的感应同步器与现场可编程门阵列相连，使用时，计算机给DSP发送一个代表速率的数据，DSP再将此数据写给FPGA，再由FPGA完成指令脉冲的产生、移相和与感应同步器反馈信号的鉴相功能，传送至力矩电机并对其进行控制，同时，DSP再对力矩电机输出的信号进行校正，并传送至FPGA上进行重复上述控制过程。
为更好的实现本实用新型，在所述的数字信号处理器上还设有模数转换器，所述的力矩电机通过模数转换器连接在数字信号处理器上，在本实用新型中，模数转换器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D转换芯片，采样速度高达2.4μs，在实际制作过程中，AD7865可通过编程设置成一个通道或对多到4个通道的A/D转换，可与转台的多个力矩电机相连，大大提高了系统的控制范围，可操作性强。
本实用新型在所述的计算机上设有串行接口，所述的数字信号处理器通过串行接口与计算机相连，使用时，计算机可通过串行接口给DSP发送一个32位的代表速率的数据。
所述的数字信号处理器为TMS320F2812芯片，具有强大的控制和信号处理能力，能够实现复杂的控制算法，在其芯片结构上，可整合Flash存储器、快速A/D转换器、CAN模块、事件管理器等等，并采用176脚（LQFP）封装。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型采用数字信号处理器（DSP）以及现场可编程门阵列（FPGA）的设计，可使转台速率控制系统满足高精密速率的工作要求，较现有的通过逻辑电路、单片机控制等方式而言，具有系统集成度高、功能扩展更容易、数字信号处理能力强等诸多优点，可以借鉴广泛应用在通信工程的速率控制系统领域中，实用性强。
（2）本实用新型所述的DSP具有运算速度高、数字信号处理能力强、功能丰富等优势，大大提高了系统的分辨率以及速率控制范围，在实际应用过程中， DSP可采用TMS320F2812芯片，能够实现复杂的控制算法，在其芯片结构上，可整合Flash存储器、快速A/D转换器、CAN模块、事件管理器等等，并采用176脚（LQFP）封装。
（3）在本实用新型中，模数转换器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D转换芯片，采样速度高达2.4μs，在实际制作过程中，AD7865可通过编程设置成一个通道或对多到4个通道的A/D转换，可与转台的多个力矩电机相连，大大提高了系统的控制范围，可操作性强。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例：
转台是一种可以被旋转到任意位置并固定在该位置的精密设备，可适用于船舶工程领域，如：可让系泊在单点系泊装置上的船舶按封闭特性进行旋转，本实用新型提出了基于DSP的转台速率控制系统，克服了现有转台速率控制系统采用逻辑电路、单片机控制或由计算机参与控制，而存在的系统集成度低、运算速度低等缺点，它能满足转台高精密速率的工作要求，其结构如图1所示，包括与转台的力矩电机相连的计算机、与计算机相连接的数字信号处理器（DSP）以及设于力矩电机上的现场可编程门阵列（FPGA），在本实用新型中，力矩电机通过数字信号处理器连接在计算机上，现场可编程门阵列与数字信号处理器相连接。在实际应用过程中，DSP具有运算速度高、数字信号处理能力强、功能丰富等优势，大大提高了系统的分辨率以及速率控制范围，速率平稳度高达0.0005%，更能满足现代工业领域等高精密速率的工作要求，实用性更强。
为更好的实现上述结构，在转台上还设有测量位移的感应同步器，感应同步器与现场可编程门阵列相连。如图1所示，本实用新型在力矩电机上还设有模数转换器，力矩电机通过模数转换器连接在数字信号处理器上，在本实用新型中，模数转换器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D转换芯片，采样速度高达2.4μs，在实际制作过程中，AD7865可通过编程设置成一个通道或对多到4个通道的A/D转换，可与转台的多个力矩电机相连，大大提高了系统的控制范围，可操作性强。如图1所示，本实用新型在计算机上还设有串行接口，数字信号处理器则通过串行接口与计算机相连。
使用时，计算机可通过串行接口给DSP发送一个32位的代表速率的数据，DSP再将此数据写给FPGA，再由FPGA完成指令脉冲的产生、移相和与感应同步器反馈信号的鉴相功能，经过力矩电机输出反映相差的电平，DSP启动AD7865转换读取此信号做校正算法，同时，再将此数据传送至FPGA上进行重复上完成一个控制过程。在本实用新型中，数字信号处理器可采用TMS320F2812芯片制作而成，为32位数字信号处理器，内含闪存，速度高达150MIPS，并集微控制器和高新能DSP的特点于一身，具有强大的控制和信号处理能力，能够实现复杂的控制算法，在其芯片结构上，可整合Flash存储器、快速A/D转换器、CAN模块、事件管理器等等，并采用176脚（LQFP）封装。
本实用新型设计合理，采用数字信号处理器（DSP）以及现场可编程门阵列（FPGA）的设计，可使转台速率控制系统满足高精密速率的工作要求，较现有的通过逻辑电路、单片机控制等方式而言，具有系统集成度高、功能扩展更容易、数字信号处理能力强等诸多优点，可以借鉴广泛应用在通信工程的速率控制系统领域中。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于DSP的转台速率控制系统，包括与转台的力矩电机相连的计算机，其特征在于：还包括与计算机相连接的数字信号处理器以及设于力矩电机上的现场可编程门阵列，所述的力矩电机通过数字信号处理器连接在计算机上，所述的现场可编程门阵列则与数字信号处理器相连接。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的转台速率控制系统，其特征在于：在所述的转台上还设有测量位移的感应同步器，所述的感应同步器与现场可编程门阵列相连。
3.根据权利要求2所述的基于DSP的转台速率控制系统，其特征在于：在所述的数字信号处理器上还设有模数转换器，所述的力矩电机通过模数转换器连接在数字信号处理器上。
4.根据权利要求3所述的基于DSP的转台速率控制系统，其特征在于：在所述的计算机上设有串行接口，所述的数字信号处理器通过串行接口与计算机相连。
5. 根据权利要求4所述的基于DSP的转台速率控制系统，其特征在于：所述的数字信号处理器为TMS320F2812芯片。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104181938A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-12-03 | 哈尔滨工业大学 | 多轴转台控制与显示系统 |
| CN112462812A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-03-09 | 九江如洋精密科技有限公司 | 一种具有超速保护功能的三轴温控转台及其操作方法 |
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2012
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| CN112462812A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-03-09 | 九江如洋精密科技有限公司 | 一种具有超速保护功能的三轴温控转台及其操作方法 |
| CN112462812B (zh) * | 2020-12-26 | 2023-03-17 | 九江如洋精密科技有限公司 | 一种具有超速保护功能的三轴温控转台及其操作方法 |
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