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1 引 言 直流伺服驅動(dòng)器憑借其優(yōu)異的驅動(dòng)性能，在工業(yè)、醫療、國防等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛應用。典型的直流伺服驅動(dòng)器的結構如圖1-1所示。整個(gè)系統是由電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)構成的多環(huán)控制系統。傳統的伺服驅動(dòng)器使用運放為核心的模擬電路構成，其有結構復雜、參數調整不易和系統性能易受環(huán)境影響等缺點(diǎn)。隨著(zhù)微處理器技術(shù)、模擬數字接口技術(shù)和功率半導體技術(shù)的長(cháng)足發(fā)展，現代的直流伺服驅動(dòng)器普遍采用由微處理器為核心的數字控制系統。以微處理器為核心的伺服驅動(dòng)器不但可以方便實(shí)現以前用模擬電路無(wú)法實(shí)現的控制算法，并且有著(zhù)結構簡(jiǎn)單、參數調整方便、系統性能對環(huán)境參數不敏感等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，數字控制系統還可以充分利用成熟的網(wǎng)絡(luò )連接技術(shù)，實(shí)現多機并行運行�！ � SPMC752313A是μ’nSP™系列產(chǎn)品的一個(gè)新成員，是凌陽(yáng)科技新推出的專(zhuān)用于電機驅動(dòng)的16位微控制器。其擁有性能出色定時(shí)器和PWM信號發(fā)生器�？梢苑奖愕膶�(shí)現各種電機伺服驅動(dòng)方案。 SPMC75F2313A在4.5V~5.5V工作電壓范圍內的工作速度范圍為0~24MHz，擁有2K字SRAM和32K字閃存ROM；最多33個(gè)可編程的多功能I/O端口；4個(gè)通用16位定時(shí)器/計數器（其中有一個(gè)電機驅動(dòng)專(zhuān)用PWM波形發(fā)生器，一個(gè)位置偵測接口定時(shí)器），且每個(gè)定時(shí)器均有PWM發(fā)生的事件捕獲功能；2個(gè)專(zhuān)用于定時(shí)可編程周期定時(shí)器；可編程看門(mén)狗；低電壓復位/監測功能；8通道10位模-數轉換。在這些硬件外設的支持下SPMC75F2313A在電機控制領(lǐng)域有相當優(yōu)秀的表現。SPMC75F2313A的特性如下： 3 系統總體方案介紹 本伺服驅動(dòng)器主要由凌陽(yáng)SPMC75F2313A、由IRF540組成的功率全橋和各種接口模塊組成，其結構框圖如圖 3-1所示。驅動(dòng)器使用帶電流環(huán)的位置伺服結構，其中位置伺服環(huán)可根據需要選擇是否接入系統。驅動(dòng)器使用20KHz的雙極性PWM，以保證系統良好的動(dòng)態(tài)性能。 各控制環(huán)的核心服務(wù)子程序的流程如圖 5-2所示。這幾部分是整個(gè)系統的核心，其性能也決定了整個(gè)驅動(dòng)器的性能。因此，這幾部分使用純匯編編寫(xiě)，相應的PID算法也根據不同控制環(huán)的特點(diǎn)進(jìn)行相應的結構調整和性能優(yōu)化。以最大限度保證這幾部分程序的性能和實(shí)時(shí)性。 系統控制部分是整個(gè)系統協(xié)調的心臟。整個(gè)系統都在其協(xié)調下有條不紊的工作。這部分主要是根據系統設置和當前系統的狀態(tài)給出相應的控制信息，以確保系統的可靠運行。 人機接口界面程序，這部主要是為用戶(hù)提供一個(gè)簡(jiǎn)單易用的交互接口，以方便用戶(hù)對驅動(dòng)器的可靠控制。包括驅動(dòng)器的起停、各種運行參數的設置都在這一層面上進(jìn)行。 6 結 語(yǔ) 通常，在開(kāi)發(fā)伺服驅動(dòng)設備的過(guò)程中，需要編寫(xiě)實(shí)時(shí)性、程序可讀性強的代碼，這時(shí)就需要采用混合編程。而凌陽(yáng)的m’nSP™ IDE具有良好的編程環(huán)境，它可以很輕松、容易地進(jìn)行混合編程（在C程序中調用匯編程序，在匯編程序中調用C程序）。 該系統用了SPMC75F2313A三個(gè)定時(shí)器和約30個(gè)IO口資源，其實(shí)SPMC75F2313A的資源相當豐富。因其有專(zhuān)業(yè)的電機驅動(dòng)硬件支持，電機驅動(dòng)系統開(kāi)發(fā)變得相對簡(jiǎn)單。因此，基于SPMC75F2313A的電機伺服驅動(dòng)器系統在工業(yè)、醫療、國防等領(lǐng)域有廣闊的應用前景。 |
