[发明专利]一种基于多DSP的液压振动台控制器

说明书

本发明公开了一种基于多DSP的液压振动台控制器，将液压振动台功率谱密度复现流程中的各个环节合理分配到不同的处理器进行相应计算与处理，该硬件平台包括数据采集模块、数学计算模块、CPLD逻辑模块、双端口RAM模块和监控模块，数据采集模块和数学计算模块具有较强的数字信号处理能力，适用于实时控制场合；本发明的控制器能够实现功率谱复现算法，具有速度快、性能好等优点。

技术领域

本发明涉及液压振动台技术领域，尤其涉及一种基于多DSP的液压振动台控制器。

背景技术

液压振动台功率谱复现过程是一个复杂的信号处理过程，其中包含了大量的数学计算，为了实现振动台功率谱高精度的复现，必须考虑应用具有高性能的信号实时处理系统。当前，数字信号处理器已被广泛应用于开发具有高速高性能实时信号处理系统，通过对产品或装备的工作及运输的振动环境进行模拟，人们可以检验产品的可靠性和稳定性，进而指导设计人员设计和改良产品。

振动实验需要进行振动系统的辨识、功率谱密度的估计、功率谱均衡和时域随机信号生成等过程，涉及到大量的FFT和IFFT计算，计算量较大，同时要求计算速度较快；振动环境模拟实验被广泛应用于诸多民用工业部门，如建筑和汽车等行业和兵器、船舶、航空航天等国防工业部门，是一门重要的环境模拟技术，自动控制理论、计算机技术和信号处理理论等学科被融入振动控制技术，逐渐丰富和完善了这门技术。

然而，目前该控制器领域的研究尚不成熟，中国专利(201620055636.0)提出了一种液压振动台控制器，虽然大大降低了电路板的尺寸，配合设置触摸屏减小了控制系统体积，但无法实现功率谱复现算法；中国专利(200620134129.2)提出了一种基于DSP的可变谐振频率液压振动控制系统，该系统由DSP控制系统、液压振动系统和位移传感器等组成，虽然能够满足大质量试件的测试要求，但是该系统无法满足大量计算和高速计算的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于多DSP的液压振动台振动控制器，目的在于实现振动台功率谱高精度的复现，提高算法的快速计算和振动控制系统的实时性能。

鉴于此，本发明将提供了一种基于多DSP的液压振动台控制器，实现功率谱复现算法。将液压振动台功率谱复现过程进行功能分解，将不同的功能任务由相应的DSP去处理，从而实现算法的快速计算进而提高振动台控制器的实时性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于多DSP的液压振动台控制器，包括数据采集模块、数学计算模块、CPLD逻辑模块、双端口RAM模块和监控模块，所述数据采集模块与数学计算模块通过双端口RAM模块进行数据交换，所述数学计算模块与监控模块通过以太网进行数据交换，所述数据采集模块、数学计算模块、监控模块之间通过CPLD逻辑模块进行逻辑控制。

上述方案中，所述数据采集模块设有A/D转换器和D/A转换器，在A/D转换器的前端设有4路差分输入的多路模拟开关；所述数据采集模块读引脚、写引脚、地址线、外设扩展线通过CPLD逻辑模块进行逻辑组合，得到A/D转换器的片选信号和读信号。

上述方案中，所述数学计算模块通过双端口RAM模块扩展多个数据采集模块，所述数学计算模块的容量为512K×16位，扩展在数学计算模块的XINTF Zone 7区间，数据采集模块通讯的双端口RAM2扩展于数据采集模块的XINTF Zone 6区间，监控模块通讯的双端口RAM1模块也扩展于数学计算模块的XINTF Zone 6区间，经过CPLD的逻辑判断决定控制器对哪一个双端口RAM进行操作。

上述方案中，所述双端口RAM模块包括两组独立的数据线、地址线和控制线，数据线和地址线分别由双边的数据采集模块、数学计算模块提供；双端口RAM模块控制信号的产生由CPLD逻辑模块实现；所述双端口RAM模块包括RAM1模块和RAM2模块，RAM2模块位于数据采集模块与数学计算模块之间，RAM1模块位于数学计算模块与监控模块。