一種電機同步采樣裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種電機同步采樣裝置，包括上位機、信息處理單元、電機驅動單元、電流采樣單元及電機；所述上位機，用于將控制參數發送給信息處理單元；所述信息處理單元，用于將控制參數轉換為控制信號；所述電機驅動單元，用于接收控制信號控制電機運動；所述電流采樣單元，用于將流經電機的電流處理成適于AD采樣的電壓信號，并將該電壓輸出信號反饋給信息處理單元。該電機同步采樣裝置，信息處理模塊采用了TMS320F2812作為主控芯片，同時實現了電機的同步采樣。與現有技術相比，該裝置結構簡單、響應速度快、控制穩定，降低了生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于機器人控制領域，尤其涉及一種電機同步采樣裝置。
技術介紹
在當今的工業生產、加工領域中，電機是最主要的執行部件，是大型機械及大多數工廠裝置的主要動力來源，其性能好壞、穩定性的高低很大程度上決定了設備的成本。傳統的基于單片機的直流電機驅動裝置存在算法單一，傳輸速度慢等問題，無法實現直流電機的高精度、快速穩定控制的需求。為此，研制開發出一種控制簡便、調試容易的電機驅動控制裝置具有重大的實用和經濟意義。
技術實現思路
本專利技術的主要目在于提供一種適用于直流有刷電機的脈沖調制裝置。實現對直流有刷電機電流的精準控制，在電機輸出軸連接執行裝置時能夠輸出穩定扭矩，達到安全驅動的目的。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：該裝置包括上位機、信息處理單元、電機驅動單元、電流采樣單元及電機；所述上位機，用于將控制參數發送給信息處理單元；所述信息處理單元，用于將控制參數轉換為控制信號；所述電機驅動單元，用于接收控制信號控制電機運動；所述電流采樣單元，用于將流經電機的電流處理成適于AD采樣的電壓信號，并將該電壓輸出信號反饋給信息處理單元。優選的，控制參數為一數字信號。優選的，信息處理單元包括信號轉換模塊、定時器、信號輸出模塊、校正模塊和信號處理模塊，所述信號轉換模塊將上位機發送的控制參數轉換為能夠代表PWM占空比的控制信號，所述定時器根據所述控制信號得到設定占空比的調制解調波。信號輸出模塊將調制解調波發送給電機驅動單元。優選的，電流采樣單元包括一采集模塊及處理模塊；所述信號發送模塊每隔100us向采集模塊發送一個觸發信號，采集模塊進行一次采樣，處理模塊將采樣的電流轉化為符合AD采集的電壓信號，并將電壓信號作為反饋信號反饋給所述信號處理模塊。優選的，所述信號處理模塊每接到10次反饋信號值后，將10次信號進行處理，并將處理后的信號值作為當前時刻的反饋值，校正模塊將當前時刻反饋值進行校正，獲取校正后的控制信號再發給定時器來實現電流的閉環控制。優選的，觸發信號的頻率為10KHZ。優選的，所述電機驅動單元由一組H橋電路組成，通過4個特定的晶閘管導通實現電機的正傳與反轉。優選的，該裝置還包括一電源模塊，為整個裝置供電。優選的，處理模塊為一運算放大器LM358。優選的，電流采樣模塊為一DSP處理器，該DSP處理器采用了TI公司的TMS320F2812處理芯片。該電機同步采樣裝置，信息處理模塊采用了TMS320F2812作為主控芯片，通過電機的同步采樣，實現了對電機的閉環控制。與現有技術相比，該裝置結構簡單、響應速度快、控制穩定，降低了生產成本。矯正后(電流閉環)得到的PWM信號與上位機給定的控制信號誤差要明顯小于未經矯正(未經閉環處理)的信號，將此信號經信號輸出模塊再一次加到驅動模塊來驅動電機，能達到更穩定的控制。附圖說明圖1為本專利技術實施例電機同步采樣裝置結構圖；具體實施方式下面結合具體實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細說明。下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術的技術方案，而不應當理解為對本專利技術的限制。本專利技術提供一種電機同步采樣裝置，該電機同步采樣裝置與機器人相連接并進行數據交互，所述電機同步采樣裝置包括上位機、信息處理單元、電機驅動單元、電流采樣單元及電機。其中，上位機將控制參數發送給信息處理單元，信息處理單元將控制參數轉換為調制解調波發送給電機驅動單元，由電機驅動單元控制電機運動；電流采樣單元將流經電機的電流處理成適于AD采樣的電壓信號，并將該電壓輸出信號反饋給信息處理單元。如圖1所示，本專利技術一實施例的電機同步采樣裝置10包括上位機20、信息處理單元30、電機驅動單元40、電流采樣單元50及電機60。上位機20為信息處理單元提供控制參數，上位機輸出的控制參數一般為數字信號。信息處理單元30接收上位機20發送的控制參數，將控制參數轉換為控制信號。信息處理單元為DSP處理器，該DSP處理器采用TI公司的TMS320F2812處理芯片，完成控制信號的輸入輸出任務。具體的，該信息處理單元30包括信號轉換模塊31、定時器32、信號輸出模塊33、信號處理模塊34及校正模塊35。信號轉換模塊31將上位機發送的控制參數轉換為能夠代表PWM(PulseWidthModulation，脈沖寬度調制)占空比的控制信號，該控制信號觸發定時器32得到設定占空比的調制解調波。信號發送模塊將調制解調波發送給電機驅動模塊40。上述能夠代表PWM占空比的控制信號觸發定時器模塊得到設定占空比的調制解調波，具體方式為：定時器32中需配置：TxCON、TxPR、CMPRx等寄存器。其中TxCON包含定時器的工作方式配置；TxPR為周期寄存器，即定時器的滿計數值，如定時器的時鐘為75M(150M/2)，要產生載波頻率為50us的PWM信號，那么TxPR應設置為3750(50*75)；CMPRx為比較寄存器，定時器啟動后計數器自動從零開始累加，當計數器值第一次等于CMPRx數值時，產生一次電平翻轉，此時如設置定時器工作在連續增減模式下，那么在計數器值等于TxPR時，開始減一遞減，直到計數器值第二次等于CMPRx值時產生第二次電平反轉，設置合理的CMPRx值就可產生特定脈寬的PWM波形，通過實時更改CMPRx的數值，達到脈寬調制的計數，得到設定占空比的PWM調制解調波信號，所述PWM的載波頻率為10KHZ。電機驅動單元40接收到PWM調制解調波信號后，實現對電機60的驅動。所述電機驅動單元40由一組H橋電路組成，通過4個特定的晶閘管導通實現電機的正傳與反轉。優選的，所述電機驅動單元40與電機60之間還串聯一個電流采樣單元50。該電流采樣單元50包括一采集模塊51及處理模塊52。所述采集模塊51采用ACS711芯片，將流經電機的電流發送給處理模塊52，處理模塊52將電流轉化為符合AD采集的電壓信號，并將電壓信號作為反饋信號發給信號處理模塊34。所述處理模塊52為一運算放大器LM358。優選的，所述信號輸出模塊33還用于每隔100us向采集模塊51發送一個觸發信號，該觸發信號的頻率為10KHZ，即每隔100us采集模塊51進行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電機同步采樣裝置，其特征在于，包括上位機、信息處理單元、電機驅動單元、電流采樣單元及電機；所述上位機，用于將控制參數發送給信息處理單元；所述信息處理單元，用于將控制參數轉換為控制信號；所述電機驅動單元，用于接收控制信號控制電機運動；所述電流采樣單元，用于將流經電機的電流處理成適于AD采樣的電壓信號，并將該電壓輸出信號反饋給信息處理單元。

【技術特征摘要】
2014.11.11 CN 20141063176741.一種電機同步采樣裝置，其特征在于，包括上位機、信息處理
單元、電機驅動單元、電流采樣單元及電機；
所述上位機，用于將控制參數發送給信息處理單元；
所述信息處理單元，用于將控制參數轉換為控制信號；
所述電機驅動單元，用于接收控制信號控制電機運動；
所述電流采樣單元，用于將流經電機的電流處理成適于AD采樣的
電壓信號，并將該電壓輸出信號反饋給信息處理單元。
2.如權利要求1所述的電機同步采樣裝置，其特征在于，所述控
制參數為一數字信號。
3.如權利要求1所述的電機同步采樣裝置，其特征在于，所述信
息處理單元包括信號轉換模塊、定時器、信號輸出模塊、校正模塊和信
號處理模塊，所述信號轉換模塊將上位機發送的控制參數轉換為能夠代
表PWM占空比的控制信號，所述定時器根據所述控制信號得到設定占空
比的調制解調波。信號輸出模塊將調制解調波發送給電機驅動單元。
4.如權利要求3所述的電機同步采樣裝置，其特征在于，所述電
流采樣單元包括一采集模塊及處理模塊；所述信號發送模塊每隔100us
向采集模塊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐方，曲道奎，鄒風山，陳曉超，宋吉來，王磊，
申請(專利權)人：沈陽新松機器人自動化股份有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21