一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统，包括工控机、总线型伺服驱动器和同步位置比较输出模块，所述总线型伺服驱动器上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器的输入端与工控机电连接，所述同步位置比较输出模块包括第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口、第四脉冲接口、ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口，该通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统可以通过纯软件总线运动控制来控制伺服驱动器和电机的运动，通过总线通讯的同步位置比较输出模块的硬件MCU芯片里做同步位置输出的比较和输出，不但能灵活的实现电机的运动控制，又能实现高精度的硬件实时同步位置输出。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统。
技术介绍
同步位置输出比较一般由单独的硬件控制器通过内部的DSP芯片进行位置比较和输出，可以实现实时高精度的比较输出，但是结构固化，不容易扩展。纯软件总线运动控制可以提供灵活和高性价比的控制方案，但是总线的扫描周期相对于硬件控制器的周期更长，不能做到很好的实时同步位置输出。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术不足，提供一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统，包括工控机、总线型伺服驱动器和同步位置比较输出模块，所述总线型伺服驱动器上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器的输入端与工控机电连接；所述同步位置比较输出模块包括第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口、第四脉冲接口、ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口，所述ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口依次电连接，所述第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口和第四脉冲接口分别与FPGA芯片电连接，所述总线型伺服驱动器的输出端与同步位置比较输出模块的输入端电连接，所述同步位置比较输出模块的输出端与ESC芯片电连接；所述总线型伺服驱动器上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器通过脉冲反馈接口与第一脉冲接口电连接。作为优选，所述总线型伺服驱动器通过RJ45网线与工控机电连接。作为优选，所述总线型伺服驱动器通过RJ45网线与同步位置比较输出模块电连接。作为优选，所述工控机采用windows操作系统。本技术的有益效果是，该通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统可以通过纯软件总线运动控制来控制伺服驱动器和电机的运动，通过总线通讯的同步位置比较输出模块的硬件MCU芯片里做同步位置输出的比较和输出，不但能灵活的实现电机的运动控制，又能实现高精度的硬件实时同步位置输出。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统的系统原理图；图中：A.工控机，B.总线型伺服驱动器，C.同步位置比较输出模块。具体实施方式现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图1所示，一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统，包括A工控机、总线型伺服驱动器B和同步位置比较输出模块C，所述总线型伺服驱动器B上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器B的输入端与工控机A电连接；所述同步位置比较输出模块C包括第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口、第四脉冲接口、ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口，所述ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口依次电连接，所述第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口和第四脉冲接口分别与FPGA芯片电连接，所述总线型伺服驱动器B的输出端与同步位置比较输出模块C的输入端电连接，所述同步位置比较输出模块C的输出端与ESC芯片电连接；所述总线型伺服驱动器B上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器B通过脉冲反馈接口与第一脉冲接口电连接。作为优选，所述总线型伺服驱动器B通过RJ45网线与工控机A电连接。作为优选，所述总线型伺服驱动器B通过RJ45网线与同步位置比较输出模块C电连接。作为优选，所述工控机A采用windows操作系统。工控机A：纯软件总线运动控制采用Windows操作系统，在工业电脑的Windows操作系统上装纯软件运动控制内核跟实时内核，把工控机的网卡配置成带有实时总线通讯的网卡，这样就相当于一台控制器可以控制总线型的伺服跟模块，实现所需要的运动。总线型伺服驱动器B：用RJ45网线连接就可以实现纯软件的运动控制软件直接控制总线型驱动器的，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。同步位置比较输出模块C：根据伺服电机的位置定义高速脉冲的输出，这个功能包含两种不同类型的同步位置比较输出，任意点的位置比较输出跟连续的位置比较输出，每个同步位置比较输出有两路，因此同步位置比较输出接口总共有四路的位置比较输出，并且可以任意进行选择，同步位置比较输出的脉冲宽度可以达到6.94ns-116ms,输出的脉冲频率可以达到10MHz，脉冲输出延时只有0.2us，用工控机A带有纯软件运动控制引擎连接总线型伺服驱动器B反馈信号到同步位置比较输出模块C，简化了硬件跟接线。在纯软件运动控制中设置好开始位置、结束位置、脉冲间隔、脉冲宽度，当同步位置比较输出模块C接收反馈位置信息跟实际的位置信息一样的时候，就会有脉冲输出频率达到10MHz的方波。如果设置的是连续的位置比较输出，就会在连续位置比较输出的1、2端口或者3、4端口接收到从开始位置到结束位置的相同脉宽的连续方波，电压达到10V。如果设置的是任意点的位置比较输出，就会在任意位置比较输出的5、6端口或者7、8端口接收到任意点上的固定的脉宽，电压达到10V。该通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统通过工控机A中的纯软件运动控制软件通过RJ45的网线从配置成实时网卡连接到总线型伺服驱动器B并连接到同步位置比较输出模块C，从脉冲反馈信号就可以反馈位置信息到硬件同步位置比较输出模块C的第一脉冲上，同步位置比较输出模块C通过实时总线的SDO(服务数据对象)通讯，将反馈回来的位置数据通过FPGA网络芯片，下载到MCU处理器中，脉冲控制模块的MCU处理器将实时检查总线型伺服驱动器B传回的反馈位置数据，通过ESC进行通讯，与实际位置数据进行比较，就能在同步位置比较输出接口上有脉冲输出。与现有技术相比，该通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统可以通过纯软件总线运动控制来控制伺服驱动器和电机的运动，通过总线通讯的同步位置比较输出模块C的硬件MCU芯片里做同步位置输出的比较和输出，不但能灵活的实现电机的运动控制，又能实现高精度的硬件实时同步位置输出。以上述依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统，其特征在于，包括工控机、总线型伺服驱动器和同步位置比较输出模块，所述总线型伺服驱动器上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器的输入端与工控机电连接；所述同步位置比较输出模块包括第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口、第四脉冲接口、ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口，所述ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口依次电连接，所述第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口和第四脉冲接口分别与FPGA芯片电连接，所述总线型伺服驱动器的输出端与同步位置比较输出模块的输入端电连接，所述同步位置比较输出模块的输出端与ESC芯片电连接；所述总线型伺服驱动器上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器通过脉冲反馈接口与第一脉冲接口电连接。

【技术特征摘要】
1.一种通过实时总线模块和软件运动引擎实现的控制系统，其特征在于，包括工控机、总线型伺服驱动器和同步位置比较输出模块，所述总线型伺服驱动器上设有脉冲反馈接口，所述总线型伺服驱动器的输入端与工控机电连接；所述同步位置比较输出模块包括第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口、第四脉冲接口、ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口，所述ESC芯片、MCU芯片、FPGA芯片和同步位置比较输出接口依次电连接，所述第一脉冲接口、第二脉冲接口、第三脉冲接口和第四脉冲接口分别与FPGA芯片电连接，所述总线型伺服驱动器的输出端与同步位置比较输出模块的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李寅，温剑妹，
申请(专利权)人：深圳市软赢科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44