【技术实现步骤摘要】
一种基于ZYNQ的振动控制器
本专利技术涉及一种基于ZYNQ的振动控制器，属于振动仪器领域，用于振动模拟实验和可靠性实验。
技术介绍
振动控制器是用于连接并控制振动台，并模拟振动运动的硬件控制器，应用于真实振动环境模拟和结构可靠性试验中。通过对产品或设备在振动环境下进行模拟，可以检验产品的可靠性和稳定性，进而对产品进行改进和优化。在振动控制器系统中，控制器使用ADC等采集外接传感器的信号，外接传感器包括有位移传感器和加速度传感器等；控制器使用DAC输出控制信号，控制信号经过功率放大器驱动振动台。控制器使用以太网接口和上位机通信及控制指令和数据传输，上位机是运行于PC机上的应用程序，通过UI界面显示并提供操作接口。在现有的设备中，控制器主要是以DSP或工控机为控制核心，完成数据采集、信号处理、控制计算、驱动输出以及和上位机的数据通信。现有的控制器大多基于顺序执行，不具备多通道同步并行计算和分析处理能力，且DSP控制器/工控机的实时计算能力和速度有限，并且多通道之间无法实现实时同步，无法满足一些高速试验的要求。<...
【技术保护点】
1.一种基于ZYNQ的振动控制器，其特征在于，所述振动控制器包括数据采集模块、模拟信号输出模块、数学计算模块、信号处理模块、数据存储模块以及通信和管理模块；ZYNQ作为主控芯片分为ARM和FPGA两部分，其中数学计算模块、信号处理模块，以及数据存储模块中的双端口BRAM部分位于FPGA内，通信和管理模块位于ARM内；/n所述数据采集模块、数学计算模块和模拟信号输出模块之间通过状态机协调实现闭环控制；所述信号处理模块用于数据采集模块采集的信号在进入数学计算模块之前的滤波处理；所述数学计算模块与通信和管理模块之间通过AXI总线以及数据存储模块中的双端口BRAM实现指令和数据交互...
【技术特征摘要】
1.一种基于ZYNQ的振动控制器，其特征在于，所述振动控制器包括数据采集模块、模拟信号输出模块、数学计算模块、信号处理模块、数据存储模块以及通信和管理模块；ZYNQ作为主控芯片分为ARM和FPGA两部分，其中数学计算模块、信号处理模块，以及数据存储模块中的双端口BRAM部分位于FPGA内，通信和管理模块位于ARM内；
所述数据采集模块、数学计算模块和模拟信号输出模块之间通过状态机协调实现闭环控制；所述信号处理模块用于数据采集模块采集的信号在进入数学计算模块之前的滤波处理；所述数学计算模块与通信和管理模块之间通过AXI总线以及数据存储模块中的双端口BRAM实现指令和数据交互；所述通信和管理模块实现和上位机的以太网通信，以及数学计算模块的寄存器配置和所有模块的上层协调控制。
2.如权利要求1所述的一种基于ZYNQ的振动控制器，其特征在于，所述数据采集模块主要由AD转换器和两路SSI协议接口组成，在AD转换器的前端设有两路差分滤波器加差分程控放大输入通道以及六路模拟信号直接输入通道；所述AD转换器的数据采集、程控放大器的放大倍数选择和SSI数据采集控制在FPGA中完成。
3.如权利要求2所述的一种基于ZYNQ的振动控制器，其特征在于，所述模拟信号输出模块设有八路DA转换器和输出放大器，其中两路分别连接到数据采集模块中两路差分滤波器加差分程控放大中差分端的一端，以提供放大器输入的基准电压，另外六路直接用于外接模拟输出；所述DA转换器的数据输出控制在FPGA中完成。
4.如权利要求1所述的一种基于ZYNQ的振动控制器，其特征在于，所述数据存储模块包括ZYNQ中FPGA内的片上双端口BRAM和用于ARM程序运行时的内存的片外DDR3。
5.如权利要求1所述的一种基于ZYNQ的振动控制器，其特征在于，所述双端口BRAM包括refBRAM和resBRAM，所述refBRAM用于存储振动控制中数学计算模块的参考波形信号，refBRAM位于通信和管理模块与数学计算模块之间；所述resBRAM用于存储振动控制中数据采集模块采集的信号，resBRAM位...
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