交流伺服驱动器以及交流伺服驱动系统技术方案

本申请公开了一种交流伺服驱动器以及交流伺服驱动系统，该交流伺服驱动器包括集成在专用集成芯片中的电流信号处理单元、编码器信号处理单元、控制单元以及PWM信号生成模块；电流信号处理单元输出输出调理运算后的电流信号；编码器信号处理单元输出计算后的旋转位置信号及旋转速度信号；控制单元得到PWM控制信号；PWM信号生成模块生成用于驱动交流伺服电机的PWM信号。本申请通过将电流信号处理单元、编码器信号处理单元、控制单元以及PWM信号生成模块集成在专用集成芯片中，实现交流伺服电机的位置、速度和电流闭环控制，去除了现有的DSP+FPGA控制方案的通信性能瓶颈，降低交流伺服驱动器成本，提升系统性能。

AC servo driver and AC servo drive system

【技术实现步骤摘要】
交流伺服驱动器以及交流伺服驱动系统
本申请涉及控制
，尤其涉及一种交流伺服驱动器以及交流伺服驱动系统。
技术介绍
交流伺服驱动器具有高性能的特点，是运动控制系统的核心，在工业控制中广泛应用。交流伺服驱动器的性能指标主要包括调速范围、定位精度、稳速精度和频率响应等。交流伺服驱动器主要分为控制部分和功率部分，前者完成运算、控制等弱电信号的处理，后者把弱电信号转换为强电信号以便驱动伺服电机。交流伺服驱动器的控制部分包括软件功能单元和逻辑功能单元，前者一般用DSP(DigitalSignalProcessor，数字信号处理器)或者MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)实现，完成位置环、速度环、通信、键盘检测、显示等对处理速度要求较低的功能；后者一般用FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)实现，主要完成电流环、PWM(Pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)信号生成、编码器信号处理等运算量大、实时性要求高的任务。由于交流伺服驱动器的控制需要进行大量复杂的运算，不同功能模块之间也需要频繁的大量数据的交互，因此DSP+FPGA的双芯片方案在两个芯片互联的地方将成为交流伺服驱动器设计的瓶颈。具体地，DSP内部总线一般是32位的，频率可以超过500MHz；FPGA内部也可以轻松实现32位总线，频率可以达到400MHz或者更高；但是当两个芯片互联时，由于DSP的管脚数有限，常见情况下互联总线只能使用16位，频率也很难超过200MHz。因而成为交流伺服驱动器系统的瓶颈，阻碍系统性能的提升。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提出一种交流伺服驱动器以及交流伺服驱动系统，旨在解决现有交流伺服驱动器存在的性能提升问题。为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种交流伺服驱动器，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的电流信号处理单元、编码器信号处理单元、控制单元以及PWM信号生成模块；所述电流信号处理单元，用于获取交流伺服电机的电流信号，并输出调理运算后的电流信号；所述编码器信号处理单元，用于获取所述交流伺服电机的旋转位置及旋转速度，输出计算后的旋转位置信号及旋转速度信号；所述控制单元，用于根据调理运算后的的电流数字信号、计算后的旋转位置数字信号和旋转速度数字信号，得到PWM控制信号；所述PWM信号生成模块，用于根据所述PWM控制信号生成PWM信号；所述PWM信号用于驱动所述交流伺服电机。在一种实施方式中，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的电流采样电路；所述电流采样电路，用于采样所述交流伺服电机的电流模拟信号，并输出电流数字信号。在一种实施方式中，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的编码器接口电路；所述编码器接口电路，用于接收外部编码器反馈的所述交流伺服电机的旋转位置及旋转速度。在一种实施方式中，所述控制单元通过并行总线与所述电流信号处理单元、所述编码器信号处理单元以及所述PWM信号生成模块通讯连接。在一种实施方式中，所述交流伺服驱动器还包括集成在所述专用集成芯片中的通讯接口；所述通讯接口，用于与上位机进行通讯。在一种实施方式中，所述交流伺服驱动器还包括集成在所述专用集成芯片中的显示单元；所述显示单元，用于显示所述交流伺服电机的电流数字信号、旋转位置数字信号及旋转速度数字信号中的至少一种。在一种实施方式中，所述交流伺服驱动器还包括集成在专用集成芯片中的输入单元；所述输入单元，用于接收用户指令并输出对应的旋转速度数据；所述旋转速度数据用于计算所述PWM控制信号。在一种实施方式中，所述交流伺服驱动器还包括集成在专用集成芯片中的故障处理单元；所述故障处理单元，用于获取所述交流伺服电机的故障信号，根据所述交流伺服电机的故障信号输出抱闸控制信号控制所述交流伺服电机停止工作。在一种实施方式中，所述交流伺服驱动器还包括集成在专用集成芯片中的故障采样电路；所述故障采样电路，用于采样所述交流伺服电机的故障信号。此外，为实现上述目的，本申请实施例第二方面提供一种伺服驱动系统，所述伺服驱动系统包括上位机、第一方面所述的交流伺服驱动器、以及交流伺服电机。本申请实施例提供的交流伺服驱动器以及交流伺服驱动系统，通过将电流信号处理单元、编码器信号处理单元、控制单元以及PWM信号生成模块集成在专用集成芯片中，实现交流伺服电机的位置、速度和电流闭环控制，去除了现有的DSP+FPGA控制方案的通信性能瓶颈，降低了交流伺服驱动器成本，提升了交流伺服驱动系统性能。附图说明图1为本申请实施例的交流伺服驱动器示意图；图2为本申请实施例的交流伺服驱动器另一示意图；图3为本申请实施例的交流伺服驱动系统示意图。本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。现在将参考附图描述实现本申请各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身并没有特定的意义。在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。第一实施例：如图1所示，本申请第一实施例提供一种交流伺服驱动器，该交流伺服驱动器包括集成在专用集成芯片中的电流信号处理单元11、编码器信号处理单元12、PWM信号生成模块13以及控制单元21；所述电流信号处理单元11，用于获取交流伺服电机的电流信号，并输出调理运算后的电流信号；所述编码器信号处理单元12，用于获取所述交流伺服电机的旋转位置及旋转速度，输出计算后的旋转位置信号及旋转速度信号；所述控制单元21，用于根据调理运算后的的电流数字信号、计算后的旋转位置数字信号和旋转速度数字信号，得到PWM控制信号；所述PWM信号生成模块13，用于根据所述PWM控制信号生成PWM信号；所述PWM信号用于驱动所述交流伺服电机。在本实施例中，所述控制单元21通过并行总线与所述电流信号处理单元11、所述编码器信号处理单元12以及所述PWM信号生成模块13通讯连接。请参考图2所示，在一种实施方式中，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的电流采样电路14；所述电流采样电路14，用于采样所述交流伺服电机的电流模拟信号，并输出电流数字信号。在该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流伺服驱动器，其特征在于，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的电流信号处理单元、编码器信号处理单元、控制单元以及PWM信号生成模块；/n所述电流信号处理单元，用于获取交流伺服电机的电流信号，并输出调理运算后的电流信号；/n所述编码器信号处理单元，用于获取所述交流伺服电机的旋转位置及旋转速度，输出计算后的旋转位置信号及旋转速度信号；/n所述控制单元，用于根据调理运算后的的电流数字信号、计算后的旋转位置数字信号和旋转速度数字信号，得到PWM控制信号；/n所述PWM信号生成模块，用于根据所述PWM控制信号生成PWM信号；所述PWM信号用于驱动所述交流伺服电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种交流伺服驱动器，其特征在于，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的电流信号处理单元、编码器信号处理单元、控制单元以及PWM信号生成模块；
所述电流信号处理单元，用于获取交流伺服电机的电流信号，并输出调理运算后的电流信号；
所述编码器信号处理单元，用于获取所述交流伺服电机的旋转位置及旋转速度，输出计算后的旋转位置信号及旋转速度信号；
所述控制单元，用于根据调理运算后的的电流数字信号、计算后的旋转位置数字信号和旋转速度数字信号，得到PWM控制信号；
所述PWM信号生成模块，用于根据所述PWM控制信号生成PWM信号；所述PWM信号用于驱动所述交流伺服电机。


2.根据权利要求1所述的交流伺服驱动器，其特征在于，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的电流采样电路；
所述电流采样电路，用于采样所述交流伺服电机的电流模拟信号，并输出电流数字信号。


3.根据权利要求1所述的交流伺服驱动器，其特征在于，所述交流伺服驱动控制器包括集成在专用集成芯片中的编码器接口电路；
所述编码器接口电路，用于接收外部编码器反馈的所述交流伺服电机的旋转位置及旋转速度。


4.根据权利要求1所述的交流伺服驱动器，其特征在于，所述控制单元通过并行总线与所述电流信号处理单元、所述编码器信号处理单元以及所述PWM信号生成模块通讯连接。


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【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳戴普森新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44