[实用新型]一种基于DSP的振动控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及振动控制器，尤其是涉及一种基于DSP的振动控制器。

背景技术

随着对结构与产品的动态性能、可靠性和环境适应性等要求的不断提高，极大的推动了振动试验和振动控制等领域技术的发展，同时也对模拟振动环境的振动试验设备和控制系统的振动控制性能提出了越来越高的要求：除了良好的控制的线性度和相对误差外；对相位也提出了较为严格的要求，即系统振动控制响应速度要快，控制要具有很强的实时性。传统的振动试验设备和控制系统难以满足要求，迫使人们进一步寻求新的解决途径。

目前，提高控制系统的控制性能主要是通过硬件上嵌入处理器或采用以微机、数模转换电路和软件为基本架构的虚拟仪器来实现的。

上述两种方案中，整个控制系统主要功能——一是信息的控制计算处理，包括信息的振动控制算法的计算处理和外部振动状态信息的计算处理；二是实现对包括模数转换电路和数模转换电路等在内的其它电路的硬件控制管理——全部由嵌入处理器或微机来实现，显然，对于前者，嵌入处理器有限的内部资源和硬件控制资源将极大的限制其控制精度和控制响应速度等性能的提升空间，故这种硬件架构并不能充分满足振动试验技术和振动控制技术等领域的应用要求，尤其在需要进行复杂控制算法计算或多点外部振动状态信息采集的硬件扩展的应用方面。同时，由于控制计算处理与硬件控制管理的资源分配上存在矛盾统一的关系，其资源的优化配置在一定程度上也影响到控制性能和硬件的可扩展性。虽然，理论上提高嵌入处理器的性能，在一定程度上能够提高系统的控制性能，但是，实际上限于嵌入处理器本身设计制造技术和性价比，这种提升也是非常有限。对于后者，虽然微机的资源相对比较充足，可以实现较高的处理精度，但微机系统的运作特性使其在控制信息实时处理上的性能提高非常有限，并不能充分满足振动试验技术和振动控制技术等领域中动态性能要求较高的振动应用。

发明内容

为解决背景技术所存在的控制相对误差大，控制实时性不强，硬件控制能力薄弱，难以适应振动试验技术和振动控制领域较高的要求；本实用新型的目的在于提供了有很强信息处理能力，控制精度高，控制实时性强，易于实现硬件扩展的一种基于DSP的振动控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

包括PC接口处理电路，DSP数据处理电路，可编程逻辑处理电路，模数转换电路，模拟输入调理电路，数模转换电路，模拟输出调理电路和供电电路；其中PC接口处理电路通过接口与PC相连接，DSP数据处理电路与PC接口处理电路、可编程逻辑电路分别通过相应的数据总线相连接，可编程逻辑处理电路通过数字信号引出线与模数转换电路和数模转换电路相连接，模数转换电路通过模拟信号输入引出线与模拟输入调理电路相连接，数模转换电路通过模拟信号输出引出线与模拟输出调理电路相连接，供电电路给各电路模块提供直流电源。

所述的DSP数据处理电路与PC接口处理电路相连接的数据总线为HPI数据总线，DSP数据处理电路采用的DSP数据处理芯片为32位浮点型DSP数据处理芯片。

所述的可编程逻辑处理电路与DSP数据处理电路相连接的数据总线为外部数据总线，所述的可编程逻辑处理电路采用的可编程逻辑芯片为XILIINX的SPARTAN2E系列芯片。

所述的模数转换电路采用的模数转换芯片为分辨率24Bit、转换频率最高192KHz的模数转换芯片。

所述的数模转换电路采用的数模转换芯片为分辨率24Bit、转换频率最高192KHz的数模转换芯片。

PC接口处理电路与PC相连接的接口为USB2.0接口。

所述的模拟输入调理电路包括模拟差分输入信号调理电路、电压跟随电路、单端信号转差分信号电路和抗混叠滤波电路，其采用的运算放大调理芯片为低噪声、高精度的OPA132系列。

所述的模拟输出调理电路包括差分放大电路和滤波电路；其采用的放大调理芯片为低噪声、高精度的OPA132系列。

所述的供电电路包括+1.2V产生电路、+1.8V产生电路、+3.3V产生电路、+12V产生电路和-12V产生电路；其采用的转换芯片为TPS54310、TPS70302、LM7812和LM7912。