[实用新型]一种伺服系统最小化控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及控制器领域，特别是涉及一种可用于多种场合的伺服系统数据接收、上位机通讯和模拟控制量输出的伺服系统的最小化控制器。 

背景技术

伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位、随动、跟踪系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。 

控制系统一般包括接收反馈量输入、控制量输出、数据存储、算法运算4部分，在传统的设计中一般采用比如PLC,单片机,或者计算机的运动控制卡。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心， 可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化，而电路的构架基本上为DSP+FPGA+外围电路的形式，数据的算法和控制单独编程，但是这种的设计在一定程度上增加了电路板的占用空间和成本，同时双芯片的设计还会增加数据处理量，数据处理繁琐，成本高，特别是在一些空间尺寸受限，对电路小型化要求高的场合，DSP+FPGA方案就会造成电路板层数增加、布板困难、成本的提高。 

实用新型内容

为克服在电路设计中特别是在一些空间尺寸受限，对电路小型化要求高的场合，DSP+FPGA的方案造成电路板层数增加、布板困难、成本的提高的问题，利用DSP数字信号处理器的高集成度，不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，将DSP+FPGA方案用DSP+外围电路的方案代替。 

本实用新型发明特指伺服系统中驱动器前端的控制系统。 

本实用新型采用的技术方案如下：一种伺服系统最小化控制器，包括DSP数字信号处理器和与所述DSP数字信号处理器连接的FLASH存储器、数/模转换芯片、电平匹配芯片，还包括与电平匹配芯片连接的RS422转换一、RS422转换二。 

在上述技术方案中，所述DSP数字信号处理器通过SPI口与FLASH存储器连接，进行数据交换。 

在上述技术方案中，所述DSP数字信号处理器通过并行总线与数/模转换芯片连接，进行数据交换。 

在上述技术方案中，所述RS422转换一与外部传感器连接，采用半双工通信工作方式接收外部数据。 

在上述技术方案中，所述RS422转换二与外部上位机连接，采用全双工通信工作方式与外部通信。 

从本实用新型的结构特征可以看出，本实用新型的优点在于：利用单DSP数字信号处理器+外围电路的方案，有效的减少了整个电路中的器件，降低了成本，减小印制板的占有空间。同时可以将以前的多芯片编程集成在现在的单一芯片内，有效的优化数据处理方式，提高系统运行速度。采用AD5447，输出量高线性度、高精度、高相噪、高转换率。 

附图说明

本实用新型将通过实施例并参照附图的方式说明，其中： 

图1是该控制电路的原理框图；

图2是控制器的实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。 

如图1所示，该伺服系统最小化控制器包括DSP数字信号处理器和与所述DSP数字信号处理器相互连接的FLASH存储器、数/模转换芯片、电平匹配芯片，还包括与电平匹配芯片相互连接的RS422转换一、RS422转换二。 

如图1和图2所示，控制器的实施方法可以如下： 

●输入部分

RS422转换一采用MAX485接口芯片，采用半双工通信工作方式将外部传感器发出的编码数据转化为CMOS信号，通过电平转换芯片转换为TTL电平送给DSP数字信号处理器。RS422转换二 采用MAX490E接口芯片，采用全双工通信方式将上位机发送的数据转化为CMOS信号，通过电平转换芯片转换为TTL电平送给DSP数字信号处理器的SCIA口。

●输出部分 

DSP数字信号处理器通过对接收数据的运行分析，算出需要输出的数字控制量，通过并行数据传输口将数字控制量发送给数/模转换芯片（采用AD5447芯片），同时DSP数字信号处理器通过I/O口控制AD5447的A、B通道的选择、片选信号和读写信号。数/模转换芯片输出模拟控制量，输出模拟量范围为-10V～+10V。

DSP数字信号处理器数据处理后将伺服系统当前状态信息通过电平转换芯片、RS422转换二发送给上位机，完成通信。 

●存储部分