一种基于浮点DSP的伺服运动控制装置

摘要

一种基于浮点DSP的伺服运动控制装置，由DSP单元电路、电源电路、程序存储电路、双口RAM电路、PC104总线接口电路、板选控制电路、正交计数器电路、I/O口扩展电路、伺服接口电路、串口控制电路组成。本发明利用建立在浮点DSP上的软件可实现对光电编码器为反馈的交流伺服电机的高精度运动控制，包括角位置、角速率以及角振动等运动方式，可作为PC104总线下的扩展板使用，也可作为独立的运动控制器使用。该装置控制实时性强，扩展灵活，控制系统的控制精度高，可应用于惯导测试设备领域的转台系统、伺服平台以及机器人等要求精确角运动控制的领域。

主权项

一种基于浮点DSP的伺服运动控制装置，其特征在于：包括DSP单元电路、DSP电源电路、程序存储器电路、双口RAM电路、PC104总线接口电路、板选控制电路、正交计数器电路、I/O口扩展电路、伺服接口电路和串口控制电路；DSP电源电路为DSP单元电路提供3.3V和1.8V两路电源，为PC104总线接口电路提供5V电源；DSP单元电路，通过地址总线和数据总线与程序存储器电路、双口RAM电路、正交计数器电路、I/O口扩展电路、串口控制电路相连接，DSP单元电路读取双口RAM电路中的运动控制指令，并根据运动控制指令将运动控制指令的执行结果通过PC104总线接口电路或串口控制电路发送回上位机，DSP单元电路接收正交计数器电路生成的步进脉冲控制量，DSP单元电路根据步进脉冲控制量产生脉冲控制信号，脉冲控制信号由DSP单元电路的计数器端口发送至伺服接口电路；程序存储器电路，用于存储DSP单元电路的控制程序，工作时DSP单元电路按照固定的时序从程序存储器电路中读取控制程序指令并执行相应的操作；双口RAM电路，与PC104总线相连用于接收上位机发出的运动控制指令，DSP单元电路读取写入双口RAM电路的运动控制指令，并根据运动控制指令执行相应的操作，DSP单元电路将运动控制指令的执行结果写入双口RAM电路，上位机通过PC104总线接口电路将运动控制指令的执行结果进行读取，双口RAM电路的读写使能由板选控制电路进行控制；PC104总线接口电路，分别与双口RAM电路和上位机相连，用于将上位机发出的运动控制指令写入双口RAM电路，并由上位机通过PC104总线接口电路读取双口RAM中存储的运动控制指令执行结果；板选控制电路，通过产生不同的地址编码控制双口RAM电路的读写使能使；正交计数器电路，用于对编码器反馈的两路正交信号进行计数产生对伺服电机的步进脉冲控制量，通过数据总线将步进脉冲控制量送至DSP单元电路；I/O口扩展电路，与DSP单元电路相连用于扩展DSP单元电路的I/O接口；伺服接口电路，与DSP单元电路的计数器端相连用于将DSP单元电路产生的脉冲控制信号传送至伺服电机驱动器，与I/O口扩展电路相连用于扩展DSP单元电路的I/O接口，与伺服电机驱动器相连用于对伺服电机进行控制，与编码器用于接收编码器产生的反馈脉冲信号，与正交计数器电路相连用于正交计数器电路对编码器产生的反馈脉冲信号进行计数；串口控制电路，用于将串口设置为RS-485或RS-422方式。