[发明专利]一种基于RCP与DSP运动控制器的设计方法

权利要求书

1.一种基于RCP与DSP的运动控制器的设计方法，其特征在于，

该基于RCP与DSP的运动控制器的DSP芯片通过SPI串行总线与DA连接，DA与伺服控制器相连；伺服控制器通过50针的数据线与伺服电机相连；光电编码器通过物理线路将位移信号与DSP芯片的QEP采集模块的引脚进行连接以实现位移信号的采集；力传感器将采集到的力值信号通过物理线路与信号放大器进行连接，放大后的信号通过物理线路与DSP芯片的AD采集模块进行连接，进行AD转换；打印机模块通过RS232串口与DSP芯片连接；实时时钟模块通过SPI串行总线与DSP芯片连接；键盘模块通过I2C总线与DSP芯片连接；LCD模块通过GPIO口与DSP芯片连接；电源模块通过物理线路与DSP芯片连接；

所述力传感器在力值信号的采集电路中用滤波电路来消除信号中的噪声，在模拟信号采集中采用自校准的方式，在程序上使用过采样对采集的值进行处理；

伺服电机的速度变化是通过调节发送给伺服放大器的电压大小而实现的：要进行定速度控制，先要使能伺服放大器，这是通过控制GPIOB2使放大器的SRV-ON为1而让电机通电，进入伺服使能状态，然后是电机的模式选择，通过控制GPIOB1使C-MODE为0，当参数Pr02＝5时，输入0速度控制，输入1转矩控制；然后控制GPIOB0保证伺服放大器的ZEROSPD在正常运行状态下，当DA输出电压为0时，电机静止，当DA输出为正电压时，伺服电机相应的正传，而DA输出负电压时电机反转；在这个PID控制闭环中，执行器是通过SPI发送16数值然后改变DA输出电压控制伺服放大器而实现伺服电机的不同转速，反馈信号是通过光栅编码器采集到材料试验机工作台的位移信号，然后以脉冲的形式反馈给DSP芯片的QEP口，通过算法计算出当前材料试验机 工作台的速度；将计算的速度与设定的速度进行对比，通过PID控制算法得到一个反馈的控制信号，这样就可以使实际的速度与设定速度达到高度一致，实现速度反馈控制；

设计方法的具体步骤为：

(1)运动控制算法设计与仿真：在Matlab/Simulink中调用对应DSP芯片以及所需要的芯片的各个模块，结合Simulink中相关控制模块搭建出系统控制模型，利用Simulink强大的仿真功能，对搭建好的系统控制模型进行实时仿真，调节相应的控制参数，直到在仿真中达到控制要求；

(2)自动代码转换：利用自动代码生成功能将仿真好的控制模型转换成需要的代码，同时设置好要生成代码的类型，生成对应的控制代码，并自动将代码转到CCS开发环境中；

(3)代码移植：将运动控制代码在CCS开发环境中进行综合，修改后移植到嵌入式实时操作系统中；

(4)验证：将CCS环境中生成的二进制代码通过SEEDXDS-usb2.0仿真编程器，下载到通用运动控制器的处理器中，进行实际对象的在线运动控制，并且做好数据记录工作；

(5)信息反馈：将记录的数据与期望的控制输入进行对比，将对比结果反馈到Simulink中的控制模型中，如果实际结果和期望值有所出入，则相应的对Simul ink中的系统控制模型或者系统参数进行修改；

(6)重复以上步骤调节控制器的各个参数，完善整个运动控制器。