本实用新型专利技术公开了一种基于嵌入式系统的多电机同步控制装置。它采用C2000系列DSP芯片(1)和STM32系列ARM芯片(2)，两块芯片通过CAN总线(8)通信。DSP芯片(1)驱动智能功率模块IPM(4)，从而控制多台电机(5)。ARM芯片(2)扩展了RJ45以太网接口(6)并与触摸屏(3)连接，使装置既可以通过双绞线和远程PC控制端(7)连接和通信，也可以组成现场的人机交互界面。双处理器芯片分工明确，结构合理。该装置解决了现有技术的结构复杂、稳定性不高、使用维护不方便的缺点，可满足现代工业中对多台电机的转速同步控制的要求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于嵌入式系统的多电机同步控制装置。它采用C2000系列DSP芯片(1)和STM32系列ARM芯片(2)，两块芯片通过CAN总线(8)通信。DSP芯片(1)驱动智能功率模块IPM(4)，从而控制多台电机(5)。ARM芯片(2)扩展了RJ45以太网接口(6)并与触摸屏(3)连接，使装置既可以通过双绞线和远程PC控制端(7)连接和通信，也可以组成现场的人机交互界面。双处理器芯片分工明确，结构合理。该装置解决了现有技术的结构复杂、稳定性不高、使用维护不方便的缺点，可满足现代工业中对多台电机的转速同步控制的要求。【专利说明】
本技术涉及一种电机控制装置，具体是涉及一种基于嵌入式系统的多电机同 步控制装置。 基于嵌入式系统的多电机同步控制装置
技术介绍
传统的多电机同步控制，大多数是采用机械同步控制方式，这种传统的控制方式 的动力源是一台大功率电机，通过刚性的齿轮、齿条传动或柔性带式、链式传动，它是机械 结构的刚性连接传动，来实现多轴同步控制。机械同步方式的缺点是拓扑结构相对固定，当 需要增减单元或改变转速比时不易操作；由轴、传送带、键、齿轮等组成的传动构件由于连 接过多，会产生累积误差；传动机构结构复杂，体积庞大，维修困难，容易磨损。 另一种控制方式采用电方式，是指在机器传动关系中没有主电动机及传动主轴的 构件。其自身的传动精确，减少机器调整时间，而且为远期的调整及控制系统的升级改造创 造了条件。但是，实际生产中现有的同步控制装置具有数量众多、结构复杂、故障率高、使用 维护不方便、维修工作量大等缺点。 技术内容 针对上述情况和实际生产中的需要，本技术所要解决的技术问题是提供一种 基于嵌入式系统的多电机同步控制装置，该装置体积小、操作维护方便，控制性能优秀，可 满足现代工业中对多电机同步控制的要求。 本技术的基于嵌入式系统的多电机同步控制装置如图1所示，是通过以下技 术方案实现的： 1. 一种基于嵌入式系统的多电机同步控制装置，包括：数字信号处理器DSP芯片 (1)、控制处理器ARM芯片（2)、触摸屏（3)、智能功率模块IPM (4)、RJ45以太网接口（6)和 CAN总线（8)，其特征在于：所述装置采用嵌入式系统结构，DSP芯片（1)与ARM芯片（2)通 过CAN总线⑶连接和通信，ARM芯片⑵扩展RJ45以太网接口（6)和连接触摸屏（3)， 并通过双绞线与远程PC控制端（7)连接和通信，DSP芯片（1)输出PWM驱动智能功率模块 IPM(4)，智能功率模块IPM(4)输出电压驱动多台电机（5)。 2. ARM芯片⑵通过RJ45以太网接口（6)与远程PC控制端（7)连接通信，实现远 程控制，ARM芯片（2)和触摸屏（3)组成人机交互界面，实现现场控制。其特征在于：处理 器的分工不同，DSP芯片（1)主要负责控制电机，ARM芯片（2)主要负责控制各种外设和与 外界交互。 3.数字信号处理器DSP芯片（1)选用C2000系列的DSP芯片，控制处理器ARM芯 片 (2)选用STM32系列的ARM芯片。 与现有技术相比，本技术具有如下优势： 1.控制装置采用嵌入式系统结构，体积缩小，成本减少，控制精度提高，功耗降低， 稳定性提升。C2000系列DSP芯片中，既有高运算速度和高控制能力的定点型DSP，又有能够 执行复杂浮点运算能力的浮点型DSP。STM32系列ARM芯片采用了哈佛结构的Cortex-M3的 内核，拥有独立的指令总线和数据总线，具有高控制性能而且还有低功耗，低成本等优点。 2.采用DSP芯片和ARM芯片双处理器结构，ARM芯片负责控制各种外设与外界交 互，可以使DSP芯片从繁琐的控制外设中解放出来，使之专注于电机的复杂、快速实时性的 控制要求。ARM/DSP双处理器结构使装置分工明确，结构合理。 3.本技术考虑到实际生产应用中各种需求的不同，当需要扩展外设时，CAN 总线方便各芯片和外设相互连接和通信。同时，装置中扩展的以太网接口，可以使装置接入 以太网，形成网络化控制体系。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术基于嵌入式系统的多电机同步控制装置结构示意图。 图2是本技术装置的硬件系统基本结构示意图。 图3是本技术装置应用ΤΧΒ0108的驱动电路。 图4是本技术装置的A/D输入前端处理电路。 图5是本技术的多台电机同步控制结构框图。 图中：1.数字信号处理器DSP芯片，2.控制处理器RAM芯片，3.触摸屏，4.智能功 率模块IPM，5.多台电机，6. RJ45以太网接口，7.远程PC控制端，8. CAN总线，9.速度控制 器，10.速度传感器，11.电机A，12.电机B，13.速度补偿器A，14.速度补偿器B。 【具体实施方式】 下面结合附图与具体实施实例对本技术作进一步详细描述。 1.硬件系统基本结构 本技术基于嵌入式系统的多电机同步控制装置结构如图1所示，包括：数字 信号处理器DSP芯片（1)、控制处理器ARM芯片（2)、触摸屏（3)、智能功率模块IPM(4)、RJ45 以太网接口（6)和CAN总线（8)。DSP芯片（1)与ARM芯片（2)通过CAN总线⑶连接和 通信，ARM芯片（2)扩展RJ45以太网接口（6)和连接触摸屏（3)，并通过双绞线与远程PC 控制端（7)连接和通信，DSP芯片⑴驱动智能功率模块IPM (4)，智能功率模块IPM (4)驱 动多台电机（5)。 所述装置的硬件系统基本结构如图2所示，主要包括电源电路、复位电路、时钟电 路、JTAG接口电路及外围电路。DSP芯片（1)通过GPI0输出PWM驱动智能功率模块IPM(4)， 智能功率模块IPM (4)输出电压控制多台电机（5)。ARM芯片（2)通过RJ45以太网接口（6) 与远程PC控制端（7)连接通信，可远程输入指令和观察电机运行状况。ARM芯片（2)和触 摸屏（3)，在控制现场组成人机交互界面，可现场观察电机运行状况和调试、维护控制装置。 2.处理器芯片 DSP芯片（1)的任务包括：对电机转子初始位置进行确定，处理电动机转速及转 向，检测光电码盘的位置，检测U相和V相电流，产生SVPWM，通过CAN总线⑶进行通信等。 ARM芯片⑵的任务包括：与PC间的网络通信，与触摸屏的交互，通过CAN总线⑶进行通 信，辅助采集电流、电压、转速等。 在实施实例中DSP芯片（1)可选用C2000系列数字信号处理器中的浮点型数字 信号处理器TMS320F28335,频率可达150MHz，它不仅具有适合复杂运算的浮点单元FPU， 还具有利于高精度操作的增强型控制外设，其中多路PWM输出端口为多电机控制提供了可 能，正交编码器通道eQEP可以方便检测电机转速和转子位置。ARM芯片（2)可选用基于 Cortex-M3内核的STM32系列中的控制处理器STM32F103,频率可达72MHz，具有丰富的外设 接口和通信接口，快速的中断处理能力，优越的实时性，是一款高性能、低功耗、低成本微控 制器。 3.驱动电路 本技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于嵌入式系统的多电机同步控制装置，包括：数字信号处理器DSP芯片(1)、控制处理器ARM芯片(2)、触摸屏(3)、智能功率模块IPM(4)、RJ45以太网接口(6)和CAN总线(8)，其特征在于：所述装置采用嵌入式系统结构，DSP芯片(1)与ARM芯片(2)通过CAN总线(8)连接和通信，ARM芯片(2)扩展RJ45以太网接口(6)和连接触摸屏(3)，并通过双绞线与远程PC控制端(7)连接和通信，DSP芯片(1)输出PWM驱动智能功率模块IPM(4)，智能功率模块IPM(4)输出电压驱动多台电机(5)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王德贵，吴明赞，杨晶晶，魏蕾，王立龙，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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