一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，包括信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块；信号隔离模块接收电机驱动器发送的电机控制相关的状态信号；信号隔离模块将状态信号进行电气隔离后通过并行接口模块并行发送至信号处理模块；信号处理模块同时接收角度传感器采集发送的电机角度信号，并将状态信号和电机角度信号同步合并发送至外部终端。电机角度信号直接传输至本系统可以避免其被电机驱动器的噪声信号干扰。电机驱动器发送的状态信号通过电气隔离和并行接口的方式传输至本系统可以提高其抗干扰能力和传输的准确性。电机角度信号与状态信号被本系统同时接收处理，可以在时间上达到同步，有利于比较分析。

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统
本专利技术涉及电机调试
，更具体的说是涉及一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统。
技术介绍
目前，电机广泛应用于各行各业，在对电机进行控制调试的时候需要能够实时的观察电机的运行状态(速度，角度位置等信息)。利用安装在电机轴上的角度传感器可以精确快速的采集电机角度信号，获取到的电机角度信号通常都需要与其它电机控制相关的状态信号(例如：电机驱动器估算的电机角度信号)进行对比，用于分析电机的运行状态。对于角度传感器采集的电机角度信号的处理有两种传统方案，一是将角度传感器采集的电机角度信号通过解码电路板解码后发送给上位机用于观察分析；二是将角度传感器采集的电机角度信号直接发送给电机驱动器，经过电机驱动器解码后用作电机角度位置反馈，电机驱动器可以继续将电机角度信号和其自身产生的电机控制状态信号合并，并发送至上位机用于分析。在电机控制应用中，研发人员往往需要对电机运行的真实角度(角度传感器采集的电机角度信号)和电机驱动器产生的电机控制相关的状态信号(例如：电机驱动器估算的电机角度信号)进行实时的、同步的对比分析。这就要求电机角度信号采集比较的方案能够实时、同步、快速、准确的采集和上传上述两种信号。传统方案一无法采集电机驱动器发送的状态信号，电机驱动器只能单独将自身需要比较分析的状态信号发送至上位机，这种机制无发保证上传至上位机的角度传感器采集的角度信号与电机驱动器发送的状态信号在时序上是同步的，因此无法准确的进行比较分析的工作；传统方案二角度传感器采集的角度信号被电机驱动器接收，与电机驱动器自身需要比较分析的状态信号合并后发送至上位机进行分析，但是电机驱动器往往是高压供电，输入输出电流较大，电路中有很多开关器件，因此其电路中存在很多电气噪声，电机驱动器无论在接收角度传感器采集的电机角度信号时，还是在发送合并后的信号给上位机的时，都很容易被电气噪声干扰，导致信号失真，丢帧严重，不能快速、完整的进行信号比较分析，尤其是在“热地设计”(控制地线与功率地线是同一个地线)的电机驱动器电路中，由于角度传感器发送的信号一般是模拟信号或者频率很快的数字信号，此噪声干扰现象不可避免，并且热地设计的电机驱动器在接收角度传感器采集的电机角度信号时，不可以直接进行电气连接，必须增加电气隔离电路(光耦隔离、磁耦隔离电路)，增加了成本。因此，如何实现电机角度传感器信号的快速采集、上传，如何能够与电机驱动器发送的需要对比的状态信号同步，以及如何提高信号采集和传输的抗干扰能力，皆是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，包括信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块；信号隔离模块接收电机驱动器发送的电机控制相关的状态信号；信号隔离模块将状态信号进行电气隔离后通过并行接口模块并行发送至信号处理模块；信号处理模块同时接收角度传感器采集发送的电机角度信号，并将状态信号和电机角度信号同步合并发送至外部终端。角度传感器采集的电机角度信号直接传输至本系统的信号处理模块，可以避免其被电机驱动器的噪声信号干扰；电机驱动器产生的状态信号经过电气隔离和并行接口的方式传输至本系统的信号处理模块，可以提高其抗干扰能力和传输的速度，增加了信号传输的准确性。电机角度信号与状态信号被本系统同时接收处理，同时传输至信号处理模块，因此信号处理模块可以在时序上将上述两种信号同步、合并发送至上位机，便于信号比较分析。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，包括信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块；所述信号隔离模块接收电机驱动器发送的电机控制相关的状态信号；所述信号隔离模块将所述状态信号进行电气隔离后通过所述并行接口模块并行发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块同时接收角度传感器采集发送的电机角度信号，并将所述状态信号和所述电机角度信号同步合并发送至外部终端。优选的，所述外部终端为上位机，所述上位机接收经过同步合并后的所述状态信号和所述电机角度信号并进行分析比较。优选的，所述电机驱动器并行发送所述状态信号，所述电机驱动器电连接强电电源系统。优选的，所述信号处理模块将所述电机角度信号进行解码，获得解码后角度信号，将所述状态信号进行去抖处理，获得去抖后状态信号，并将所述解码后角度信号和所述去抖后状态信号进行同步、合并，发送至所述上位机。优选的，所述去抖处理具体步骤如下：步骤21：采样所述并行接口模块输出的并行数据；步骤22：判断当前采样周期采样到的所述并行数据是否等于当前已更新的并行数据；如果是，则清零去抖动计数寄存器，并令当前缓存的并行数据重新等于所述当前已更新的并行数据，退出所述当前采样周期的所述去抖处理；否则进入步骤23；步骤23：判断所述当前采样周期采样到的所述并行数据是否等于所述当前缓存的并行数据，如果不相等，则更新所述当前缓存的并行数据，令所述当前缓存的并行数据等于所述当前采样周期采样到的所述并行数据，并清零所述去抖动计数寄存器，退出所述当前采样周期的所述去抖处理；否则进入步骤24；步骤24：令所述去抖动计数寄存器的计数值加1；步骤25：判断所述计数值是否大于设定阈值，如果不是，则退出所述当前采样周期的所述去抖处理；否则进入步骤26；步骤26：更新所述当前已更新的并行数据，令所述当前已更新的并行数据等于所述当前缓存的并行数据，并清零所述去抖动计数寄存器，完成所述当前采样周期的所述去抖处理。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，将角度传感器采集的电机角度信号直接传输至信号处理模块，不再经过电机驱动器进行处理，避免了电机角度信号被电机驱动器的噪声信号干扰；本专利技术系统通过一个单独外接的15V直流电源供电，该直流供电在本系统的电路板上转为5V或3.3V等弱电电源，为了增加本专利技术系统接收电机驱动器发送的状态信号的抗干扰能力和避免发送的信号干扰本专利技术系统连接的弱电电源系统，本专利技术采用并行接口模块和信号隔离模块实现并行传输和电气隔离的信号传输机制。并行传输使得在单位时间内可以传输更多的有效信号数据位，从而降低信号的变化速率，增加了信号的抗干扰能力，电气隔离使得电机驱动器连接的强电电源系统与本专利技术系统连接的弱电电源完全隔离，避免了电机驱动器的噪声对本专利技术系统造成信号干扰；同时在信号处理模块对于电机驱动器发送的状态信号进行去抖处理，保证了信号数据的正确性，而并行传输使得信号的变化速率减慢，从而保证具有充足的时间对信号进行去抖处理。因此本专利技术采用信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块传输和处理角度传感器采集的电机角度信号、电机驱动器发送的状态信号，提高了电机测试过程中信号传输的速度和可靠性，并使得信号在时间上得到了同步，有利于信号的比较分析。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，其特征在于，包括：信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块；所述信号隔离模块接收电机驱动器发送的状态信号；所述信号隔离模块将所述状态信号进行电气隔离后通过所述并行接口模块并行发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块同时接收角度传感器采集发送的电机角度信号，并将所述状态信号和所述电机角度信号同步合并发送至外部终端。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，其特征在于，包括：信号隔离模块、并行接口模块和信号处理模块；所述信号隔离模块接收电机驱动器发送的状态信号；所述信号隔离模块将所述状态信号进行电气隔离后通过所述并行接口模块并行发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块同时接收角度传感器采集发送的电机角度信号，并将所述状态信号和所述电机角度信号同步合并发送至外部终端。


2.根据权利要求1所述的一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，其特征在于，所述外部终端为上位机，所述上位机接收经过同步合并后的所述状态信号和所述电机角度信号并进行分析比较。


3.根据权利要求1所述的一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，其特征在于，所述电机驱动器并行发送所述状态信号，所述电机驱动器电连接强电电源系统。


4.根据权利要求2所述的一种抗干扰的电机角度和状态信号同步采集传输系统，其特征在于，所述信号处理模块将所述电机角度信号进行解码，获得解码后角度信号，将所述状态信号进行去抖处理，获得去抖后状态信号，并将所述解码后角度信号和所述去抖后状态信号进行同步、合并，发送至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴中杰，
申请(专利权)人：吴中杰，
类型：发明
国别省市：江苏;32