基于can總線和arm的三相伺服電的制造方法
【專利摘要】基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，用于對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)包括電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、保護(hù)模塊、傳感模塊、CAN通訊模塊及上位機(jī)；所述ARM芯片通過CAN通訊模塊與上位機(jī)信號(hào)連接,上位機(jī)發(fā)出指令使ARM芯片產(chǎn)生PWM波控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變PWM波的占空比即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速；所述增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器將電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)，反饋回ARM芯片的正交編碼脈沖單元，ARM芯片收集反饋回的脈沖信號(hào)并與給定的位置和速度的期望值相比較，以實(shí)現(xiàn)位置、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制；通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采集電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流，轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并通過電壓比較器反饋回電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)算速度快、通訊效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，設(shè)計(jì)了一種基于ARM的控制系統(tǒng)，并研究了控制器的CAN總線通信和智能化控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]三相直流無刷電機(jī)是隨著電力電子器件及新型材料發(fā)展而迅速成熟起來的一種機(jī)電一體化電機(jī)，他既具有交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電機(jī)那樣良好的調(diào)速特性而無由于機(jī)械式換向器帶來的問題，還具備運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定、效率高、相對(duì)成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。以往的無刷直流電機(jī)多由單片機(jī)附加多種接口設(shè)備構(gòu)成，不僅復(fù)雜，而且速度也受到限制，難以實(shí)現(xiàn)從位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)、電壓環(huán)的控制，也不方便擴(kuò)展。而用ARM芯片就可以替代單片機(jī)和各種接口，擴(kuò)展方便，可實(shí)現(xiàn)速度、位置、電壓和電流環(huán)的全數(shù)字化控制。
[0003]CAN總線作為一種有效支持分步控制的串行通信總線，具有通信距離遠(yuǎn)、結(jié)構(gòu)簡單、支持多組工作方式等優(yōu)點(diǎn)。另外CAN標(biāo)準(zhǔn)只定義了物理層及數(shù)據(jù)鏈線路，而對(duì)應(yīng)用層未做規(guī)范，用戶可根據(jù)電機(jī)控制需要靈活設(shè)計(jì)控制層協(xié)議。CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低，有很高的通信可靠性。CAN總線的通訊速率為lMbps/40m和5Kbps/10km，節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)110個(gè)，傳輸介質(zhì)為雙膠線、同軸電纜和光纖。采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，使各設(shè)備之間具有較好的互操作性、互換性和通用性。
[0004]控制器通過CAN總線實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的高速通信，可實(shí)現(xiàn)接受控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種機(jī)構(gòu)在多種運(yùn)行模式下的高精度控制。并將測(cè)得的速度、位置、電壓、電流等數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)?？刂破骶哂刑幚砘魻栃盘?hào)和旋變信號(hào)的能力。實(shí)驗(yàn)表明該控制器設(shè)計(jì)合理，完成了與上位機(jī)的高速通信和對(duì)電機(jī)的智能控制，達(dá)到設(shè)計(jì)效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)算速度快、通訊效率高的基于CAN總線和ARM的三相直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，用于對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)包括電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、保護(hù)模塊、傳感模塊、CAN通訊模塊及上位機(jī)；其中:
[0007]所述的電源模塊有電源轉(zhuǎn)換單元，電源轉(zhuǎn)換單元與直流電源接口連接，用于將外界電壓轉(zhuǎn)換成上述各模塊的對(duì)應(yīng)工作電壓；所述傳感模塊采用了增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器；所述控制模塊含有ARM芯片，所述ARM芯片通過CAN通訊模塊與上位機(jī)信號(hào)連接，上位機(jī)發(fā)出指令使ARM芯片產(chǎn)生PWM波控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變PWM波的占空比即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速；所述增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器將電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)，反饋回ARM芯片的正交編碼脈沖單元，ARM芯片收集反饋回的脈沖信號(hào)并與給定的位置和速度的期望值相比較，以實(shí)現(xiàn)位置、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制；通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采集電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流，轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并通過電壓比較器反饋回電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；所述的保護(hù)模塊由過溫保護(hù)模塊及過流保護(hù)模塊組成。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述驅(qū)動(dòng)模塊為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由用三個(gè)IR2101半橋電路和六個(gè)MOSFET組成。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述的CAN通訊模塊采用CAN總線通訊接口模式；所述的CAN總線上的CAN信號(hào)通過PCA82C250T的CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)換成ARM芯片能夠識(shí)別的TTL信號(hào)，從MSCAN_TX和MSCAN_RX端輸出ARM的CAN控制器部分信號(hào)連接到MSCAN_TX和MSCAN_RX 端。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述的ARM芯片采用STM32F103，所述STM32F103包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、同步串行外設(shè)接口、異步串口通信接口、PWM控制的管理器，其PWM波形生產(chǎn)單元包括可編程死區(qū)控制，可輸出非對(duì)稱PWM波形、對(duì)稱PWM波形和空間矢量SVP-VM波形；STM32F103也提供通過外圍接口進(jìn)行操作的輸入輸出端口 ；STM32F103使用了一個(gè)外圍設(shè)備CAN通訊模塊以支持對(duì)大量外設(shè)的可選性，外圍設(shè)備CAN總線用數(shù)據(jù)總線尋址，并通過一個(gè)特殊的模塊與數(shù)據(jù)總線連接，可以對(duì)所有的外圍設(shè)備寄存器進(jìn)行操作；在三相伺服電機(jī)中有三路斬波器的PWM信號(hào)，利用STM32F103的一個(gè)定時(shí)器Tl和三個(gè)安全比較單元來產(chǎn)生三路占空比可調(diào)的PWM波形，頻率為20kHz。通過改變PWM波形的占空比，控制斬波輸出電壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。
[0011]基于CAN總線和ARM的三相直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的方法,其中:所述系統(tǒng)采用事件管理器產(chǎn)生3路高精度PWM波形，分別控制U、V、W繞組的斬波電路；ARM芯片輸出的有關(guān)功率管換向的數(shù)據(jù)經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換為三路換向觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路分別驅(qū)動(dòng)3組M0SFET，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的控制；電動(dòng)機(jī)給定轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)的事件管理器產(chǎn)生一定的PWM波形輸出，通過調(diào)節(jié)PWM波形的占空比，從而控制斬波電路功率管的開通與關(guān)斷，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1、本實(shí)用新型的核心處理器采用高速的ARM數(shù)字芯片，它繼承了微控制器的特點(diǎn)，無論在運(yùn)算速度和數(shù)據(jù)的處理能力上都可以滿足運(yùn)動(dòng)控制的高實(shí)時(shí)性要求，為完成復(fù)雜的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制算法提供了可靠的平臺(tái)。
[0014]2、本實(shí)用新型裝置與上位機(jī)通訊部分采用CAN總線方式，CAN總線通訊具有多主機(jī)方式、傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)、應(yīng)用靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)控制器點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方式中傳輸效率低、接口電路復(fù)雜等問題。
[0015]3、本實(shí)用新型還設(shè)有自我保護(hù)功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作電流，將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后與預(yù)設(shè)電壓比對(duì)，一旦檢測(cè)值高于預(yù)設(shè)電壓則停止動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)裝置的自我保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型裝置的控制電路結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2-a、2-b、2_c是電源轉(zhuǎn)換示意圖；
[0018]圖3是溫度報(bào)警原理流程圖；
[0019]圖4是溫度報(bào)警原理流程圖；[0020]圖5_a是驅(qū)動(dòng)控制流程圖；
[0021]圖5_b是控制驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0〇22]圖6是編碼米集原理不意圖；
[0023]圖7是CAN總線通訊原理示意圖；
[0024]圖8是濾波電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]參考圖1至圖8，本實(shí)用新型主要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成:電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、保護(hù)模塊、傳感模塊、CAN通訊模塊。電源轉(zhuǎn)換單元與直流電源接口連接，用于將外界電壓轉(zhuǎn)換成上述各部分的工作電壓，ARM芯片通過CAN通訊模塊與上位機(jī)信號(hào)連接，上位機(jī)發(fā)出指令使ARM芯片產(chǎn)生PWM波控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變PWM波的占空比即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速。增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器將電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)，反饋回ARM芯片的正交編碼脈沖單元，ARM芯片收集反饋回的脈沖信號(hào)并與給定的位置和速度的期望值相比較，以實(shí)現(xiàn)位置、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制。通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片采集電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流，轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并通過電壓比較器反饋回電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片以實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。
[0026]電路設(shè)計(jì):
[0027]基于STM32F103的ARM芯片的無刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件主要包括電源模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊、傳感電路、保護(hù)電路、換向電路及通信電路等。該系統(tǒng)采用事件管理器產(chǎn)生3路高精度PWM波形，分別控制U、V、W繞組的斬波電路；ARM輸出的有關(guān)功率管換向的數(shù)據(jù)經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換為三路換向觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路分別驅(qū)動(dòng)3組M0SFET，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制。電動(dòng)機(jī)給定轉(zhuǎn)速`，系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)的事件管理器產(chǎn)生一定的PWM波形輸出，通過調(diào)節(jié)PWM波形的占空比，從而控制斬波電路功率管的開通與關(guān)斷，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制。
[0028]電源模塊工作原理如下:
[0029]供電電源的穩(wěn)定性直接影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以輸出低紋波、高性能的供電系統(tǒng)是非常有必要的。本系統(tǒng)中需要多個(gè)供電電源，如核心的ARM芯片供電電壓為
3.3V，驅(qū)動(dòng)芯片供電電壓為12V，CAN通訊模塊和比較器模塊供電電壓需要5V，控制MOSFET的電壓需要24V，然而整個(gè)電路中只有一個(gè)24V供電接口，這就需要進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，本電路將24V直流電源通過一系列的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化成+12V、+5V、+3.3V直流穩(wěn)壓電源。
[0030]過溫保護(hù)模塊工作原理如下:
[0031]在溫度過高的環(huán)境下工作，它會(huì)導(dǎo)致一些芯片的壽命降低，會(huì)使內(nèi)部集成的原件燒毀，甚至發(fā)生短路現(xiàn)象。并且對(duì)電機(jī)的絕緣材料影響很大，溫度過高會(huì)使絕緣層老化，甚至導(dǎo)致絕緣層破壞。因此我們要對(duì)整個(gè)電路的溫度做一定的限制。
[0032]電路正常工作時(shí)，ARM芯片的第20管腳輸出高電平，Dl不發(fā)光。當(dāng)溫度過高時(shí)，ARM芯片的第20管腳就會(huì)輸出低電平，Dl發(fā)光。并通過光耦把信息傳遞出去，此電路實(shí)現(xiàn)簡單，并且能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到電路溫度的變化。在整個(gè)電路中起到了很重要的作用。
[0033]過流保護(hù)模塊工作原理如下:
[0034]雖然驅(qū)動(dòng)電路使用了控制性能良好的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，但是當(dāng)電機(jī)被堵轉(zhuǎn)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)大電流。在這種情況下，電機(jī)如果仍然在零轉(zhuǎn)速下提供最大的轉(zhuǎn)矩，必然導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，因此必須設(shè)置過流保護(hù)環(huán)節(jié)來保護(hù)電機(jī)和相關(guān)開關(guān)器件。
[0035]正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，ARM芯片的第21管腳輸出高電平，D2不發(fā)光，短路時(shí)，電路中瞬間通過較大電流，ARM的第21管腳就會(huì)輸出低電平，D2發(fā)光報(bào)警，并通過光耦提示有短路發(fā)生。同時(shí)降低主電壓，使功率橋電路斷開，保護(hù)功率橋電路。過流保護(hù)電流具有檢測(cè)、處理的作用，在檢測(cè)保護(hù)電機(jī)的同時(shí)也通過主芯片用軟件控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。
[0036]電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì):
[0037]本節(jié)中主要介紹以ARM芯片為核心的處理器控制電機(jī)轉(zhuǎn)向和速度。
[0038]直流電機(jī)采用脈寬調(diào)制信號(hào)來控制轉(zhuǎn)速，脈寬調(diào)制信號(hào)由ARM芯片來發(fā)生，由于處理器和執(zhí)行電機(jī)的工作電壓不同，ARM芯片所發(fā)生的脈寬調(diào)制信號(hào)并不能直接用來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)，必須在兩者中間加上電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。我們選用三個(gè)IR2101半橋電路和六個(gè)MOSFET來驅(qū)動(dòng)直流無刷電機(jī)，取代了傳統(tǒng)的集成芯片。它的好處是可以承受很大的電流，并且電路容易控制。
[0039]電路可通過外部的使能信號(hào)、正反轉(zhuǎn)信號(hào)、調(diào)轉(zhuǎn)速信號(hào)方便地控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。本電路穩(wěn)定性好，驅(qū)動(dòng)功率大、安全可靠、實(shí)現(xiàn)方便。
[0040]傳感模塊電路設(shè)計(jì):
[0041]在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，主要采用了增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器。增量式編碼器是光學(xué)中最簡單的一種，有一個(gè)中心有軸的光電碼盤制成，碼盤上有環(huán)形通/暗的刻線，其碼盤的刻線間距均一，對(duì)應(yīng)每一分辨率區(qū)間可輸出一個(gè)增量脈沖，計(jì)數(shù)器相對(duì)于基準(zhǔn)位置(零點(diǎn))相對(duì)應(yīng)的輸出脈沖進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)，正轉(zhuǎn)則加計(jì)數(shù)，反轉(zhuǎn)則減計(jì)數(shù)。增量式編碼器的優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)小型化，響應(yīng)迅速，結(jié)構(gòu)簡單；其缺點(diǎn)是掉電后容易造成數(shù)據(jù)損失。
[0042]增量式編碼器的信號(hào)輸出有正弦波、方波等多種形式，其工作方式主要為三相脈沖輸出，即A組、B組和Z組脈沖，分別定義為A、B、和Z相，A組和B組脈沖相位差為90度。盤上還有一個(gè)狹縫，旋轉(zhuǎn)一周，只產(chǎn)生一個(gè)單獨(dú)的脈沖，這組脈沖即為Z組脈沖。A組脈沖和B組脈沖用來確定被測(cè)對(duì)象的正、反轉(zhuǎn)并計(jì)算角度，Z組脈沖用于基點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)在于原理簡單，機(jī)械壽命可在幾萬小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。
[0043]總線單元設(shè)計(jì):
[0044]為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將當(dāng)前運(yùn)動(dòng)的信息傳遞給上位機(jī)，我們需要擴(kuò)展它的通訊模塊，這里選用的是CAN總線通訊接口模式。
[0045]總線上的CAN信號(hào)通過PCA82C250T的CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)換成ARM芯片能夠識(shí)別的TTL信號(hào)，從MSCAN_TX和MSCAN_RX端輸出ARM的CAN控制器部分信號(hào)連接到MSCAN_TX和MSCAN_RX 端。
[0046]抗干擾設(shè)計(jì):
[0047]干擾可以沿各種途徑混入ARM芯片系統(tǒng)，也可以以場(chǎng)的形式從空間侵入ARM芯片系統(tǒng)。干擾疊加在輸入信號(hào)上，使數(shù)據(jù)采集誤差增大，特別在前向通道的傳感器接口是小電壓信號(hào)輸入時(shí)，此現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。如果疊加在輸出系統(tǒng)，使各輸出信號(hào)混亂，不能正常反應(yīng)ARM芯片真實(shí)輸出量，導(dǎo)致一系列嚴(yán)重后果。如果干擾混入ARM芯片系統(tǒng)的內(nèi)核，就會(huì)使三總線上的數(shù)字信號(hào)錯(cuò)亂，程序運(yùn)行失常，內(nèi)部程序指針錯(cuò)亂，控制狀態(tài)失靈，RAM中數(shù)據(jù)被修改；更嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致死機(jī)，使系統(tǒng)完全崩潰。所以設(shè)計(jì)了抗干擾電路，使得該系統(tǒng)在堅(jiān)持及監(jiān)控中能減少外部干擾，從而使監(jiān)測(cè)結(jié)果更精確。[0048]綜上所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員閱讀本實(shí)用新型文件后，根據(jù)
[0049]本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思無需創(chuàng)造性腦力勞動(dòng)而作出其他各種相應(yīng)的變換方案，均屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，用于對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)包括電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、保護(hù)模塊、傳感模塊、CAN通訊模塊及上位機(jī)；其特征在于: 所述的電源模塊有電源轉(zhuǎn)換單元，電源轉(zhuǎn)換單元與直流電源接口連接，用于將外界電壓轉(zhuǎn)換成上述各模塊的對(duì)應(yīng)工作電壓；所述傳感模塊采用了增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器；所述控制模塊含有ARM芯片，所述ARM芯片通過CAN通訊模塊與上位機(jī)信號(hào)連接，上位機(jī)發(fā)出指令使ARM芯片產(chǎn)生PWM波控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變PWM波的占空比即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速；所述增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器將電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)，反饋回ARM芯片的正交編碼脈沖單元，ARM芯片收集反饋回的脈沖信號(hào)并與給定的位置和速度的期望值相比較，以實(shí)現(xiàn)位置、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制；通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采集電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流，轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并通過電壓比較器反饋回電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；所述的保護(hù)模塊由過溫保護(hù)模塊及過流保護(hù)模塊組成。
2.如權(quán)利要求1所述的基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，其特征是:所述驅(qū)動(dòng)模塊為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由用三個(gè)IR2101半橋電路和六個(gè)MOSFET組成。
3.如權(quán)利要求1所述的基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，其特征是:所述的CAN通訊模塊采用CAN總線通訊接口模式；所述的CAN總線上的CAN信號(hào)通過PCA82C250T的CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)換成ARM芯片能夠識(shí)別的TTL信號(hào)，從MSCAN_TX和MSCAN_RX端輸出ARM的CAN控制器部分信號(hào)連接到MSCAN_TX和MSCAN_RX端。
4.如權(quán)利要求1或3所述的基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，其特征是:所述的ARM芯片采用STM32F103，所述STM32F103包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、同步串行外設(shè)接口、異步串口通信接口、PWM控制的管理器；STM32F103也提供通過外圍接口進(jìn)行操作的輸入輸出端口。
【文檔編號(hào)】H02P6/08GK203466761SQ201320238089
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月6日
【發(fā)明者】陳少雄, 嚴(yán)文 申請(qǐng)人:廣州歐豐機(jī)電有限公司