[发明专利]多通道协调加载控制系统同步数据传输及同步实现方法

说明书

技术领域

本发明属于控制技术，涉及一种多通道协调加载控制系统同步数据传输及同步实现方法。 

背景技术

在多点协调控制试验中，如典型的结构试验多通道协调加载控制（以及各类属多点位移伺服控制试验）中，由于被试件的变形使得各点进行单通道加载力（位移）闭环控制时，受其它加载点变形的扰动而大大影响该点的控制精度。要达到准确控制目的，理论上需要根据被试件的结构特性，建立多加载点的力学特性矩阵，通过解偶的方法进行精确控制。但往往在工程实现中无法准确得到被试件的力学参量而建立加载点准确的力学特性矩阵。 

通常在工程实践中一般采用踏步等待的多通道协调控制方法：既将试验过程分解成多个细微的控制步骤，在控制过程中，每个加载通道完成一个控制步骤时，都要同时检查其它加载通道的完成情况，当所有通道的控制精度都达到要求时，再共同进行下一步骤的实施。该方法的关键是：为达到实时控制而需快速检测其它加载通道的控制状态；并且为了达到试验过程的精确控制，要尽可能多地提高每一加载控制步骤的细分程度，而细分程度也取决于检测其它加载通道状态的实时性。因此如何在多通道协调控制中实时传递其它通道的控制状态是在工程应用中准确实现多通道协调控制方法的关键。 

在现在工程实践中，在控制通道数比较多（十个通道以上）的情况下，一般采用的是分布式实时控制，通常是利用计算机采用软件通讯方法进行多通道之间状态的信息传递：既控制系统上层计算机将所有通道的控制状态信息读回，综合后将信息再发送到每个通道伺服控制器。但是利用软件方法最终要是受到计算机运行速度的限制，尤其是随着控制点的增多（如达到十个通道以上，这在大型结构试验是非常普遍的），计算机的开销成倍增加，往往使得精细准确的协调控制在工程上难以实现。本发明采用一种硬件方法快速实现多通道之间控制状态信息的传递与综合，从而大大提高了多通道协调控制系统同步的实时性。 

发明内容

针对一般多通道协调加载控制系统中采用软件编程通过通讯的方式来实现同步 而造成速度慢、难于同步的问题，本发明提出一种采用硬件实现多通道协调加载控制系统同步数据传输及同步实现方法。 

本发明所采用的技术方案是：系统由N个相同的单通道伺服控制器，N个相同的同步数据传输接口单元，16条同步线，1个外同步时钟构成，其中每个单通道伺服控制器接一个同步数据传输接口单元，每个同步数据传输接口单元接受外同步时钟CLK控制，外同步时钟CLK的频率F值等于控制系统加载频率f和一个加载周期的细分步骤M的乘积(F=f×M)，并由控制系统设置； 

（一）接口单元 

接口单元包括：两个74ALS654双向数据缓存器、一个可编程逻辑器件（U3）、一个与非门芯片，其中：74ALS654双向数据缓存器含有两个缓存器A和B，74ALS654双向数据缓存器的缓存器A输出端与16条同步线高八位同步线相接，74ALS654双向数据缓存器的缓存器B输出端与单通道伺服控制器处理器的高八位数据线相接，74ALS654双向数据缓存器含有两个缓存器A和B，74ALS654双向数据缓存器的缓存器A输出端与16条同步线低八位同步线相接，74ALS654双向数据缓存器的缓存器B输出端与单通道伺服控制器处理器的低八位数据线相接，其中，74ALS654双向数据缓存器的缓存器B输出端和74ALS654双向数据缓存器的缓存器B输出端称为16位B总线，74ALS654双向数据缓存器的缓存器A输出端和74ALS654双向数据缓存器的缓存器A输出端称为16位A总线， 

①两个74ALS654双向数据缓存器的管脚2与管脚22分别相连，并接5伏电源上； 

②两个74ALS654双向数据缓存器的管脚1相连，称为CAB并连接到可编程逻辑器件的第一个输出端；其中CAB为将A总线数据存储到缓存器B； 

③两个74ALS654双向数据缓存器的管脚23相连，称为CBA并连接到可编程逻辑器件（U3）的第二个输出端；其中，CBA为将存储的B总线数据存储到缓存器A； 

④两个74ALS654双向数据缓存器的管脚3相连，称为GAB并连接到可编程逻辑器件（U3）的第三个输出端；其中，GAB为将存储的B总线数据传递到A总线； 

⑤两个74ALS654双向数据缓存器的管脚21相连，称为并连接到可编程逻辑器件的第四个输出端；其中,为将存储的A总线数据传递到B总线；