專利名稱：一種基于arm和dsp的電機(jī)綜合控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，尤其是可以靈活設(shè)置電機(jī) 的類型，實現(xiàn)對電機(jī)各種參數(shù)的實時自動檢測、電機(jī)狀態(tài)估計以及自動設(shè)置的優(yōu)化控制裝 置，具體地說是一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置。
背景技術(shù)：
電機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域，以及人們的 日常生活中。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的應(yīng)用技術(shù)也得 到了進(jìn)一步發(fā)展。除了普通電機(jī)以外，許多新型特種電機(jī)相繼問世，如無刷直流電機(jī)、步進(jìn) 電機(jī)、永磁同步電機(jī)等等，于此同時，電機(jī)控制技術(shù)也向多樣化和高效率方向發(fā)展。目前，在電機(jī)控制技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，電機(jī)的控制技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了先前對 電機(jī)的啟?？刂?、正反轉(zhuǎn)動控制等簡單的控制手段，實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速、位置、轉(zhuǎn)矩的精確控 制以使被驅(qū)動機(jī)械運(yùn)動符合預(yù)定要求是當(dāng)前電機(jī)控制技術(shù)的研究核心，這種新型的電機(jī)控 制技術(shù)已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義的“電氣傳動”而是精度要求更高的“運(yùn)動控制”。運(yùn)動控制使 被控機(jī)械運(yùn)動實現(xiàn)精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉(zhuǎn)矩及力的控制，以及這些被 控機(jī)械量的綜合控制。運(yùn)動控制研究主要有各種相關(guān)控制算法的研究、與傳感器相關(guān)的檢測技術(shù)的研究 以及相關(guān)電力電子技術(shù)的研究。目前在電機(jī)的運(yùn)動控制中用于檢測電機(jī)位置及轉(zhuǎn)速的傳感 器一般采用貼裝是霍爾傳感器，該傳感器的應(yīng)用主要存在三個方面的問題，首先是該傳感 器需要安裝到電機(jī)機(jī)體內(nèi)部，安裝困難；其次霍爾傳感器工作原理是依靠檢測磁場提供電 機(jī)位置和速度信息，在電機(jī)機(jī)體內(nèi)存在眾多的電磁干擾以及粉塵污染，工作環(huán)境較差，容易 損壞，因此檢測精度和可靠型不高；最后由于傳感器檢測到的位置和速度信息需要電纜傳 輸?shù)娇刂?，在施工方面存在布線困難。對于不同的電機(jī)已研制出不同的控制算法，不同運(yùn)行 狀態(tài)的電機(jī)也有不同的控制算法，但各種算法都有其優(yōu)勢和不足之處，而目前一種電機(jī)控 制器只內(nèi)置了一種控制方法，并且電機(jī)的控制狀態(tài)的轉(zhuǎn)換還沒有進(jìn)行系統(tǒng)和全面的研究。綜上所述，目前普通電機(jī)控制器存在以下兩個方面的不足
1.采用霍爾傳感器檢測電機(jī)的位置和速度信號，霍爾傳感器安裝困難、易受干擾、易損 壞、布線困難；
2.電機(jī)控制器通用性較差，只能對某種特定的電機(jī)進(jìn)行控制，不能實現(xiàn)對不同的電機(jī) 及電機(jī)的不同狀態(tài)實現(xiàn)優(yōu)化控制，沒有實現(xiàn)電機(jī)狀態(tài)的平滑切換控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有電機(jī)控制器采用霍爾傳感器檢測電機(jī)位置和速度的不 足，以及現(xiàn)有電機(jī)控制通用性較差的缺點，提出一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置， 簡化了控制器的檢測系統(tǒng)，大大提高了控制器的通用性，節(jié)約系統(tǒng)硬件資源，提高了控制器 的工作效率和可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，它包括電壓電流檢測電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP 處理器、PWM驅(qū)動電路、雙口 RAM、CPLD、ARM處理器和IXD觸摸屏，所述的電壓電流檢測電路 作為控制裝置的信號采集端檢測被控電機(jī)的電壓和電流，電壓電流檢測電路的信號輸出通 過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與DSP處理器的檢測信號輸入端相連，DSP處理器與雙口 RAM的一端連接，雙 口 RAM的另一端與ARM處理器的電機(jī)控制信號端相連，ARM處理器的人機(jī)界面控制端與IXD 觸摸屏相連，DSP處理器的控制信號輸出通過PWM驅(qū)動電路改變電機(jī)的狀態(tài)。本發(fā)明的裝置還包括COM卡和SD卡，ARM處理器的對應(yīng)信號端與COM卡和SD卡 相連。本發(fā)明的裝置由系統(tǒng)電源為各部件提供工作電源；由系統(tǒng)時鐘為各部件提供工作 時鐘。本發(fā)明的DSP處理器通過雙口 RAM與ARM處理器進(jìn)行雙工通信。本發(fā)明的ARM處理器用于向DSP處理器發(fā)送用戶控制指令和接受電機(jī)狀態(tài)信息。本發(fā)明的IXD觸摸屏用于用戶輸入控制指令。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的電機(jī)綜合控制裝置，簡化了控制器的檢測系統(tǒng)，大大提高了控制器的通用性， 節(jié)約系統(tǒng)硬件資源，提高了控制器的工作效率和可靠性。本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，它包括電壓電流檢測電路 6、模數(shù)轉(zhuǎn)換器11、DSP處理器17、PWM驅(qū)動電路3、雙口 RAM16、CPLD19、ARM處理器15和LCD 觸摸屏18，所述的電壓電流檢測電路6作為控制裝置的信號采集端檢測被控電機(jī)7的電壓 和電流，電壓電流檢測電路6的信號輸出通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器11與DSP處理器17的檢測信號 輸入端相連，DSP處理器17與雙口 RAM16的一端連接，雙口 RAM16的另一端與ARM處理器 15的電機(jī)控制信號端相連，ARM處理器15的人機(jī)界面控制端與IXD觸摸屏18相連，DSP處 理器17的控制信號輸出通過PWM驅(qū)動電路改變電機(jī)7的狀態(tài)。本發(fā)明的裝置還包括COM卡和SD卡，ARM處理器15的對應(yīng)信號端與COM卡和SD 卡相連。本發(fā)明的裝置由系統(tǒng)電源20為各部件提供工作電源；由系統(tǒng)時鐘21為各部件提 供工作時鐘。具體實施時
電壓電流檢測電路6檢測被控電機(jī)7的電壓和電流，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換后由DSP處理器17進(jìn)行讀??；DSP處理器17通過雙口 RAM16與ARM處理器15進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換， DSP處理器17從雙口 RAM16讀取一些ARM處理器15通過觸摸屏18設(shè)置的一些初始信息， DSP處理器17將通過電壓電流檢測以及算法得到的電機(jī)的狀態(tài)等信息通過雙口 RAM16傳 遞給ARM處理器15，ARM處理器15通過觸摸屏18實時報告給用戶，用戶根據(jù)自己的需要可 以通過觸摸屏18進(jìn)行實時調(diào)整；系統(tǒng)電源20向各子系統(tǒng)提供各種電壓幅值電源，系統(tǒng)時鐘 21向系統(tǒng)提供各種頻率的時鐘。 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，其特征是它包括電壓電流檢測電路(6)、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)、DSP處理器(17)、PWM驅(qū)動電路(3)、雙口 RAM (16)、CPLD (19)、ARM處 理器(15)和LCD觸摸屏(18)，所述的電壓電流檢測電路(6)作為控制裝置的信號采集端檢 測被控電機(jī)(7)的電壓和電流，電壓電流檢測電路(6)的信號輸出通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)與 DSP處理器(17)的檢測信號輸入端相連，DSP處理器(17)通過雙口 RAM (16)與ARM處理 器(15)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過ARM處理器(15)的人機(jī)界面與IXD觸摸屏(18)實現(xiàn)對電機(jī)類 型的動態(tài)設(shè)置并且實時顯示經(jīng)過DSP處理器(17)運(yùn)算處理的電機(jī)實時信息，并且可以根據(jù) 實時返回的信息，做出更精確的電機(jī)類型以及算法的及時調(diào)整，DSP處理器(17)的控制信 號輸出通過P麗驅(qū)動電路⑶改變電機(jī)(7)的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，其特征是該裝置 還包括COM卡和SD卡，ARM處理器(15)與COM卡和SD卡相連，可以方便將設(shè)置數(shù)據(jù)以及 得到的DSP處理器(17)的計算結(jié)果導(dǎo)出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，其特征是該裝置 由系統(tǒng)電源(20)為各部件提供工作電源；由系統(tǒng)時鐘(21)為各部件提供工作時鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，其特征是所述的 DSP處理器(17)通過雙口 RAM (16)與ARM處理器(15)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，其特征是所述的 ARM處理器(15)用于向DSP處理器(17)發(fā)送用戶控制指令和接受電機(jī)狀態(tài)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，其特征是所述的 LCD觸摸屏(18)用于用戶輸入控制指令，并且輸出各類電機(jī)狀態(tài)的實時信息。
全文摘要
一種基于ARM和DSP的電機(jī)綜合控制裝置，它包括電壓電流檢測電路(6)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)、DSP處理器(17)、PWM驅(qū)動電路(3)、雙口RAM(16)、CPLD(19)、ARM處理器(15)和LCD觸摸屏(18)，所述的電壓電流檢測電路(6)檢測被控電機(jī)(7)的電壓和電流，它的信號輸出通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)與DSP處理器(17)相連，DSP處理器(17)與雙口RAM(16)的一端連接，雙口RAM(16)的另一端與ARM處理器(15)的電機(jī)控制信號端相連，ARM處理器(15)的人機(jī)界面控制端與LCD觸摸屏(18)相連，DSP處理器(17)的輸出通過PWM驅(qū)動電路改變電機(jī)(7)的狀態(tài)。本發(fā)明的電機(jī)綜合控制裝置簡化了控制器的檢測系統(tǒng)，大大提高了控制器的通用性，節(jié)約系統(tǒng)硬件資源，提高了控制器的工作效率和可靠性。
文檔編號H02P29/00GK102111106SQ20101061561
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者卞康君, 左楠, 張卿杰, 張澄宇, 徐友, 陳江偉, 韋偉 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 南京研旭電氣科技有限公司