CN204967679U - 基于dsp的直流伺服电机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于DSP的直流伺服电机控制系统，包括：上位机、电机驱动单元、信号反馈单元，以及与所述上位机相连的DSP控制单元；其中所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连，以控制直流伺服电机转速和转动位置；所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元；以及所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于DSP的直流伺服电机控制系统。
背景技术
自动控制系统中需要对控制对象的位置、速度、力矩等参数进行比较精确的控制，并且需要较高的可靠性(特别是医疗机器人等领域)。直流电机调速系统由于其具有调速平滑、易于控制的特点，被广泛地应用于数控机床、工业机器人等对控制要求较高的自动化设备以及生产部门中。而据相关研究资料表明，现如今虽然我国本土伺服企业近年来得到了较快的发展，国外品牌占据的伺服市场份额仍然高达80％。日本品牌以其在性价比和可靠性上的优势几乎垄断了中小型市场，欧美的产品则在高端产品和生产线上保持较强竞争力。
因此设计一种高性能、高可靠性的直流伺服电机控制系统具有较好的应用前景和实际意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于DSP的直流伺服电机控制系统，通过简单的电路构造，使直流伺服电机运行在较高的精度。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于DSP的直流伺服电机控制系统，包括：上位机、电机驱动单元、信号反馈单元，以及与所述上位机相连的DSP控制单元；其中所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连，以控制直流伺服电机转速和转动位置；所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元；以及所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。
进一步，所述上位机适于通过RS485与DSP控制单元数据通讯。
进一步，所述DSP控制单元包括：DSP模块，与该DSP模块的信号采集端相连的正交编码脉冲电路模块，所述DSP模块的输出端与PWM模块的输入端相连，所述PWM模块的输出端与电机驱动单元的输入端相连；所述信号反馈单元包括：光电编码器，所述光电编码器采集电机转速和转动位置数据，并将上述数据通过正交编码脉冲电路模块反馈至DSP模块。
进一步，所述电机驱动单元包括：与所述PWM模块的输出端相连的逻辑模块，所述逻辑模块适于输出用于控制电机运转的占空比信号；所述逻辑模块的相应输出端分别与左、右半桥驱动器相连，所述左、右半桥驱动器的相应控制端分别与H桥驱动电路相连，即左、右半桥驱动器分别驱动所述H桥驱动电路中左、右半桥电路。
本实用新型的有益效果是，本基于DSP的直流伺服电机控制系统，采用DSP控制单元作为伺服直流电机转动的控制电流，实时通过信号反馈单元获得电机转动的位置、转数数据，使电机可以在速度模式与位置模式两种模式下高精度稳定地运行，能高性能、高可靠性的实现对电机的控制，具有较好的应用前景和实际意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的基于DSP的直流伺服电机控制系统的原理框图；
图2是本实用新型的DSP控制单元的原理框图；
图3是本实用新型的逻辑模块的电路原理图；
图4是本实用新型的左半桥驱动器的电路原理图；
图5是本实用新型的右半桥驱动器的电路原理图；
图6是本实用新型的H桥驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示，本实用新型的一种基于DSP的直流伺服电机控制系统，包括：上位机、电机驱动单元、信号反馈单元，以及与所述上位机相连的DSP控制单元；其中所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连，以控制直流伺服电机转速和转动位置；所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元；以及所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。
通过所述存储单元还解决了DSP所设置的驱动器、电机参数掉电丢失的技术问题。
具体的，所述上位机可以为一PC端，用于向DSP控制单元发送指令从而调整驱动器的参数或控制电机运行。所述存储单元例如但不限于采用FM24CL32存储芯片。
如图2所示，进一步，所述DSP控制单元包括：DSP模块，与该DSP模块的信号采集端相连的正交编码脉冲电路模块，所述DSP模块的输出端与PWM模块的输入端相连，所述PWM模块的输出端与电机驱动单元的输入端相连；所述信号反馈单元包括：光电编码器，所述光电编码器采集电机转速和转动位置数据，并将上述数据通过正交编码脉冲电路模块(QEP模块)反馈至DSP模块。
其中，所述DSP模块例如但不限于采用TMS320LF2407A芯片，所述DSP模块通过JATG接口以及相应的跳线接口可以实现调试与仿真不通过内部FLASH烧写，而将程序载入外存储器调试，从而使得程序的编写、调试便捷快速，缩短开发周期。所述DSP模块还预留了CAN总线通讯电路以便驱动器通过CAN总线进行通信。
如图3至图6所示，进一步，所述电机驱动单元包括：与所述PWM模块的输出端相连的逻辑模块，所述逻辑模块适于输出用于控制电机运转的占空比信号；所述逻辑模块的相应输出端分别与左、右半桥驱动器相连，所述左、右半桥驱动器的相应控制端分别与H桥驱动电路相连，即左、右半桥驱动器分别驱动所述H桥驱动电路中左、右半桥电路。
其中，所述逻辑模块例如但不限于采用逻辑芯片MC14011(图3中U15所表示的14011即为MC14011)；半桥驱动器采用IR2184S，并由采用4个功率开关MOSFET管LR7843构建H桥驱动电路，并且一个半桥驱动器驱动两个功率开关MOSFET管。
所述电机驱动单元的控制逻辑由逻辑芯片MC14011产生。半桥驱动器的SD引脚始终为高电平，输入IN为高电平时，输出HO为高电平，输出LO为低电平，相应的上桥臂导通，下桥臂关断；IN为低电平时，HO为低电平，LO为高电平，上桥臂关断，上桥臂导通；驱动器的输入信号AL、AR来自逻辑芯片MC14011。DSP经过运算后，可以通过逻辑芯片MC14011的三个输入控制信号ENA1、ENA2、以及占空比信号PA控制电机以特定的要求进行运转，完成相应的动作。
优选的，所述上位机适于通过RS485与DSP控制单元数据通讯，具体的，所述DSP模块通过SCI模块与MAX485模块相连。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种基于DSP的直流伺服电机控制系统，其特征在于，包括：上位机、电机驱动单元、信号反馈单元，以及与所述上位机相连的DSP控制单元；其中
所述DSP控制单元的控制端与电机驱动单元的输入端相连，以控制直流伺服电机转速和转动位置；所述信号反馈单元适于将采集电机转速和转动位置数据发送至DSP控制单元；以及
所述DSP控制单元还与用于避免电机设置参数掉电丢失的存储单元相连。
2.根据权利要求1所述的直流伺服电机控制系统，其特征在于，所述上位机适于通过RS485与DSP控制单元数据通讯。
3.根据权利要求2所述的直流伺服电机控制系统，其特征在于，
所述DSP控制单元包括：DSP模块，与该DSP模块的信号采集端相连的正交编码脉冲电路模块，所述DSP模块的输出端与PWM模块的输入端相连，所述PWM模块的输出端与电机驱动单元的输入端相连；
所述信号反馈单元包括：光电编码器，所述光电编码器采集电机转速和转动位置数据，并将上述数据通过正交编码脉冲电路模块反馈至DSP模块。
4.根据权利要求3所述的直流伺服电机控制系统，其特征在于，所述电机驱动单元包括：与所述PWM模块的输出端相连的逻辑模块，所述逻辑模块适于输出用于控制电机运转的占空比信号；
所述逻辑模块的相应输出端分别与左、右半桥驱动器相连，所述左、右半桥驱动器的相应控制端分别与H桥驱动电路相连，即左、右半桥驱动器分别驱动所述H桥驱动电路中左、右半桥电路。
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| CN201520794158.0U CN204967679U (zh) | 2015-10-14 | 2015-10-14 | 基于dsp的直流伺服电机控制系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108427354A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-08-21 | 湖南理工学院 | 一种电永磁精密吸盘的控制系统 |
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2015
- 2015-10-14 CN CN201520794158.0U patent/CN204967679U/zh not_active Expired - Fee Related
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