本實(shí)用新型涉及DSP控制系統(tǒng),特別基于電液伺服計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制板，尤其涉及到一種基于ARM雙浮點(diǎn)DSP的數(shù)字控制器。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)控制電液伺服多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載試驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)錨具、金屬制品、金屬小型構(gòu)件、交通工具、建筑材料構(gòu)件、砼制品構(gòu)件、建筑小模型、橋墩減震橡膠墊、梁等進(jìn)行單點(diǎn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)、單點(diǎn)動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)、單點(diǎn)低頻疲勞試驗(yàn)、單點(diǎn)低周循環(huán)疲勞試驗(yàn)、簡(jiǎn)支梁三點(diǎn)彎曲動(dòng)靜試驗(yàn)、組合梁三點(diǎn)彎曲動(dòng)靜試驗(yàn)、多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)、交通工具造簸試驗(yàn)、其他需要多點(diǎn)協(xié)調(diào)可控的試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程可以根據(jù)用戶要求編制。隨著結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜度和加載精度、迭代周期都提出更高要求,這就需要設(shè)計(jì)更高速運(yùn)算速度且靈活的硬件控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于ARM雙DSP的通用型電液伺服加載系統(tǒng)控制電路板,提高了控制系統(tǒng)計(jì)算與控制速度,使控制系統(tǒng)通用性更強(qiáng),提高電液伺服加載系統(tǒng)的控制精度和控制速度。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于ARM雙浮點(diǎn)DSP的數(shù)字控制器，包括依次連接的CPLD控制、ARM處理器、FPGA、控制DSP、指令DSP、雙口RAM，外部接口連接到不同的位移采集板和伺服控制板，外部接口把控制信號(hào)傳給CPLD控制和ARM處理器，控制DSP使用或驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的A/D、D/A電路實(shí)現(xiàn)伺服和各種輔助電液控制，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)控制DSP和指令DSP的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)共享通訊，以及時(shí)鐘和定時(shí)器同步機(jī)制。

上述技術(shù)方案中，所述ARM處理器采用ATMEL公司工業(yè)級(jí)ARM9處理器，包括存儲(chǔ)器電路、以太網(wǎng)接口、SPI總線，用于完成與上位機(jī)的通訊以及協(xié)調(diào)控制DSP和指令DSP芯片的運(yùn)算。

上述技術(shù)方案中，所述控制DSP包括存儲(chǔ)器電路和數(shù)據(jù)總線接口以及SPI總線接口，采用TI公司的TMS320系列浮點(diǎn)數(shù)DSP芯片，用于完成位置和力傳感器采集，液壓伺服控制輸出，實(shí)現(xiàn)各種調(diào)節(jié)和伺服控制算法。

上述技術(shù)方案中，所述指令DSP電路包括存儲(chǔ)器電路和總線數(shù)據(jù)總線接口，采用TI公司的TMS320系列浮點(diǎn)數(shù)DSP芯片，用于完成接收上位機(jī)的命令，根據(jù)當(dāng)前的伺服位置實(shí)時(shí)計(jì)算出需要的加載譜數(shù)據(jù)。

上述技術(shù)方案中，所述FPGA電路采用XILINX公司的SPARTAN實(shí)現(xiàn)控制DSP和指令DSP之間的實(shí)時(shí)通訊和同步，以及上述兩個(gè)DSP和ARM處理器的實(shí)時(shí)通訊和同步，并且加載硬件加速邏輯，提高運(yùn)算速度。

上述技術(shù)方案中，所述CPLD電路采用XILINX公司的95XX芯片，用于實(shí)現(xiàn)背板總線接口邏輯，完成和各種位移控制板卡和伺服控制板卡，液壓泵控制板卡的總線連接。

本實(shí)用新型提供的一種基于ARM雙浮點(diǎn)DSP的數(shù)字控制器系統(tǒng)完成各種控制算法，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)各種事件的處理，具有足夠的運(yùn)算速度、運(yùn)算子長(zhǎng)、事件處理的實(shí)時(shí)性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型中電液伺服協(xié)調(diào)加載控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，其中的數(shù)字控制器模塊完成各種控制算法，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)各種事件的處理等。數(shù)字控制器具有足夠的運(yùn)算速度、運(yùn)算子長(zhǎng)、事件處理的實(shí)時(shí)性等。

如圖1所示，作為實(shí)施例所示的一種基于ARM雙浮點(diǎn)DSP的數(shù)字控制器，包括依次連接的CPLD控制、ARM處理器、FPGA、控制DSP、指令DSP、雙口RAM。外部接口連接到不同的位移采集板和伺服控制板，外部接口把控制信號(hào)傳給CPLD控制和ARM處理器，控制DSP使用或驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的A/D、D/A電路實(shí)現(xiàn)伺服和各種輔助電液控制，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)控制DSP和指令DSP的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)共享通訊，以及時(shí)鐘和定時(shí)器同步機(jī)制。

本實(shí)施方式中采用ARM處理器完成和上位機(jī)的通訊，兩個(gè)DSP芯片分別完成控制運(yùn)算和伺服控制。ARM處理器采用ATMEL公司工業(yè)級(jí)ARM9處理器，包括存儲(chǔ)器電路、以太網(wǎng)接口、SPI總線，用于完成與上位機(jī)的通訊以及協(xié)調(diào)控制DSP和指令DSP芯片的運(yùn)算；所述控制DSP包括存儲(chǔ)器電路和數(shù)據(jù)總線接口以及SPI總線接口，采用TI公司的TMS320系列浮點(diǎn)數(shù)DSP芯片，用于完成位置和力傳感器采集，液壓伺服控制輸出，實(shí)現(xiàn)各種調(diào)節(jié)和伺服控制算法；指令DSP電路包括存儲(chǔ)器電路和總線數(shù)據(jù)總線接口，采用TI公司的TMS320系列浮點(diǎn)數(shù)DSP芯片，用于完成接收上位機(jī)的命令，根據(jù)當(dāng)前的伺服位置實(shí)時(shí)計(jì)算出需要的加載譜數(shù)據(jù)；FPGA電路采用XILINX公司的SPARTAN實(shí)現(xiàn)控制DSP和指令DSP之間的實(shí)時(shí)通訊和同步，以及上述兩個(gè)DSP和ARM處理器的實(shí)時(shí)通訊和同步，并且加載硬件加速邏輯，提高運(yùn)算速度；CPLD電路采用XILINX公司的95XX芯片，用于實(shí)現(xiàn)背板總線接口邏輯，完成和各種位移控制板卡和伺服控制板卡，液壓泵控制板卡的總線連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果為：采用雙DSP核心控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)的計(jì)算與控制速度。提高了試驗(yàn)加載系統(tǒng)的加載精度和伺服迭代頻率。采用DSP算法動(dòng)態(tài)加載技術(shù)，在不需要改動(dòng)硬件或固件的情況下，上位機(jī)可以隨時(shí)下載更新不同的DSP算法到控制板。這樣可以靈活改變兩個(gè)DSP的算法和用途，適合各種電液伺服試驗(yàn)的需要。采用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)DSP和ARM CPU之間的實(shí)時(shí)通訊和同步機(jī)制，且FPGA邏輯為動(dòng)態(tài)加載，可以在不改變硬件和固件的情況下，上位機(jī)隨時(shí)下載FPGA硬件邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的高速同步機(jī)制，適合各種電液伺服試驗(yàn)的需要。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。