FPGA在增量式编码器接口电路设计中的应用

利用FPGA和Verilog HDL语言,采用自顶向下的设计方法,设计了增量式光电编码器的接口电路,具有硬件辨向、倍频和计数等功能,可与微机或DSP并行通讯,并消除了硬件延时可能引起的错误.     

基于FPGA技术消除光电编码器抖动干扰的设计

光电编码器是常用于检测车床主轴系统的转速和角位移,也经常在伺服系统中用于检测伺服电机的转速.机械振动会不可避免地导致其主码盘的振动,从而引起输出波形的畸变,引起计数错误,使伺服驱动系统不能正常运行,影响机床的加工精度和定位精度.本文针对减少光电编码器计数误差的问题,提出了利用FPGA技术可以有效地消除抖动和干扰的方法.通过实际运行证明,该方法具有灵活、可靠优点.     

基于FPGA的网络型运动控制芯片设计

针对运动控制系统网络化、集成化的需求,提出了一款基于FPGA的网络型运动控制芯片设计方案.在单片FPGA中实现了以太网网络芯片的控制、数据协议解析、运动控制精插补器和编码器反馈接口,与上位机、网络主站构成运动控制网络,可以驱动步进电机、位置模式伺服驱动器,实现高效集成的网络化运动控制,适合在多通道复合数控机床、多轴运动控制等场合应用.仿真与实验验证了方案的可行性.     

编码器专用集成电路在机器人焊接变位机中的应用

0 前言 由国内自行设计制造的与焊接机器人配套的工件变位机,其定位精度要求与机器人本体相当,而变位机的位置和速度反馈元件一般选用光电编码器。增量式光电编码器以其体积小、分辨率高、规格齐全、与计算机接口方便,及安装方式多样等特点在变位机位置控制中得到了广泛应用。增量式光电编码器的处理电路一般包括鉴相、计数、锁存等环节,在信号接收电路方面,有些用户由于缺少资料,往往采用逻辑芯片自行设计完成上述功能,线路比较繁琐,而且输入信号的频响范围也受到限制。     

ATP系统伺服平台的研究

介绍了ATP系统的结构及工作原理,设计了一种以TMS320VC5509DSP 芯片为控制核心,以直流力矩电机作为驱动元件的伺服平台.利用PWM驱动方法,采用光电脉冲编码器作为反馈装置,通过数字PID控制策略,实现直流伺服电机的低速运动和位置控制.实验及仿真分析结果表明:该系统能达到较高的精度,具有硬件简单、性价比高的特点.     

组合机床交流主轴伺服系统全数字检测研究

文章提出了一种数控机床交流主轴伺服系统电机转子磁链位置角和转子速度的检测方法,并结合DSP TMS320LF2407A推导出其数字实现算法.该方法充分利用了DSP片内资源,在不增加编码器分辨率的基础上获得较高的位置检测精度,降低了系统成本.实验结果证明了这种检测方法的精确性和实用性.     

数控机床永磁同步电动机无位置传感器的直接转矩控制

在PMSM直接转矩控制系统中,通常需要转子位置信息来实现电机换相运行,难以用于一些特定的PMSM无位置传感器控制中。提出一种采用定子高频脉冲磁链注入实现PMSM无位置传感器直接转矩控制方法,设计基于电流模型的电磁转矩和定子磁链观测器,只需要实测电流信息就可以实现高、低转速通用控制。进一步为了实现磁链和转速的在线辨识,设计PMSM转子位置和转速观测器,并设计磁极判断判据,提高观测器观测精度,最后通过实验验证了所提方案的有效性和可行性。     

基于BISS协议的编码器接口技术研究及应用

在对编码器自带的BISS口串行通信协议进行研究的基础之上,提出利用FPGA设计编码器的通信接口,该接口实现了伺服系统中的控制芯片DSP与编码器之间的通信。仿真结果与实际运行结果表明,该通信接口能够有效地从编码器获得位置信息并实时传送给DSP。该设计已成功应用于某数控设备制造厂的数控机床用伺服系统当中。     

基于单片机的焊丝擦丝机电控系统设计

设计了焊丝擦丝机的电控系统,主要以单片机AT89S51为控制核心,将光电编码器采集的转速数据与给定数据比较后,采用PID算法和PWM控制方式,通过大功率驱动芯片L298驱动电机,实现转速的闭环控制,并通过试验证明了设计的实用性.     

一种示教系统中的编码器数据采集及处理方法

使用光电编码器作为机床运动机构的位置信息传感器,记录不规则曲面的形状轨迹.采用CPLD和单片机实现多路编码器的四倍频、鉴向和精确计数,提供了编码器数据采集的一种简单、可靠的方法,并提出该示教再现系统的数据处理方法.对解决不规则曲面加工难的问题具有一定现实意义.     

基于MC9S12XS128的直流电机PWM闭环控制系统设计

设计一种基于MC9S12XS128的直流电机PWM闭环控制系统,采用BTS7970直流电机驱动器,对电机利用PWM脉宽调制进行控制,并通过光电编码器测速,以及增量式PID闭环反馈控制系统来达到对直流电机的转速测量和精确控制。同时设有按键和液晶来对直流电机的转速调控和显示,提供了良好的人机交互操控。经过系统设计和硬件测试,结果表明:该系统达到了电机较小误差的速度控制及转速显示。     

用于嵌入系统的超声电机驱动设计

为了在嵌入式控制系统中充分利用超声电机特有功能,对超声电机的驱动原理进行了研究,在分析了超声电机的驱动控制原理的基础上,提出了一种基于单片机控制超声电机的软硬件控制实现方法。利用单片机输出数字量作为控制信号,通过串行输入并行输出芯片扩展后,输出到超声电机驱动器,实现超声电机启动/停止/正反转的功能;通过扩展单片机数模转换,将单片机控制超声电机速度的数字信号转换为电压信号,实现超声电机的速度控制功能;利用运行脉冲宽度控制实现超声电机的位置控制功能,并将光电编码器实现超声电机的反馈,最后通过试验验证了单片机系统实现超声电机驱动设计。     

基于DSP的多轴运控动制卡硬件设计及其在教学中的应用

高速高精度的位置控制是现代制造业的重要研究课题之一,为了实现多路电机的精确位置控制,开发了一款基于DSP的多轴运动控制卡,这是集教学、应用编程、开发研究于一体的实验平台。运动控制卡以TMS320F28335为控制核心,又在其外围扩展了基于CPLD的地址译码模块、基于FPGA的编码器反馈模块、基于DAC的电机控制模块等丰富的外围设备,具有较高的完备性、可靠性、可扩展性以及可维护性。鉴于TMS320F28335的高速运算能力与面向电机的高效控制能力,在此基础上嵌入运动控制算法,能够实现精确的电机位置控制。将运动控制卡应用于机械电子工程专业的课程实验、专业设计、毕业设计及创新活动等教学环节中,能够有效提高学生的学习兴趣和完成实际工程项目的能力。     

无刷直流电动机无位置传感器控制技术

在无刷直流电动机系统中,转子的位置信号对于整个系统的正常工作是至关重要的.以往转子位置信号是通过位置传感器检测得到的,然而传感器检测有受环境影响较大等缺点.目前,无位置传感器控制技术成为研究的热点.本文针对使用反电势过零点检测转子位置的无传感器BLDCM系统,讨论了其换相策略、起动控制方案,并进行了仿真研究.     

基于DSC和FPGA的运动控制卡设计

针对四轴运动控制卡进行研究,设计了一种基于数字信号控制器DSC和FPGA双核架构的四轴数字量和模拟量运动控制卡;开发了数字脉冲输出模块、模拟量模块、标志位模块、编码器接收模块及接口电路等硬件;基于开发的硬件系统,实现了运动控制粗精两级插补算法,粗插补采用数据采样算法,精插补采用数字积分法,完成了控制卡软硬件调试。实验结果表明:控制卡实现了步进电机和伺服电机的多轴精确位置控制,性能稳定,可以满足多数工业场合应用。     

基于AVR单片机的光电编码器定长系统设计

为了实现对折弯机床上母线长度的测量,设计了一套基于单片机的光电编码器定长测量系统。该系统采用具有高速度、低功耗的AVR单片机对增量式编码器输出的A、B两相信号进行鉴相和四倍频处理,然后将处理后的信号通过AT89S52单片机的T2计数器进行硬件计数;利用编码器的Z相信号对测量系统进行零位校正;通过OCM12864液晶显示屏实时显示计数的结果和定长的状态。系统试运行结果表明:该系统不仅硬件电路简单,成本低廉,而且定长精度高,响应速度快,可以应用于工业上其他场所的定长检测。     

基于神经网络的机床智能定位控制系统

提出了一种基于神经网络算法的机床精确定位控制的方法,介绍了系统的软硬件设计及软件的实现流程。该智能定位控制系统以多点控制单元(MCU)为核心,以光栅尺为检测元件,以步进电机为驱动部件,采用基于神经网络算法的控制软件作支持,对机床进行预测定位控制。