[发明专利]一种精密运动控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种精密运动控制系统，包括控制核心模块、传感器输入模块、高压驱动输出模块、多通道信号采集模块、执行器模块、被控制对象以及上位机屏幕显示模块；传感器输入模块的输出端通过多通道数据采集模块连接到控制核心模块的输入端；控制核心模块的输出端与高压驱动输出模块的输入端连接；上位机屏幕显示模块与控制核心模块双向连接；高压驱动输出模块的输出端与执行器模块的输入端连接；执行器模块的输出端连接被控制对象的输入端且驱动被控制对象；被控对象的输出端与传感器输入模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的精密运动控制系统，其特征在于：所述控制核心模块中的控制核心为DSP处理器，其是将数据处理模块、控制模块和显示模块都集成在一块DSP处理器中，以DSP处理器为核心的多通道信号采集与处理的系统的设计，将所要设计完成的原理图分成以下几个功能模块：以DSP处理器为核心完成数据的采集、数据处理及数据存储，与主机进行通信的主机接口模块；为系统提供电源的供电模块；进行信号采集的模数转换模块以及转换DSP处理器处理过的数据的数模转换模块。

3.根据权利要求2所述的精密运动控制系统，其特征在于：所述控制核心模块中的DSP处理器和上位机屏幕显示模块通过USB2.0传输协议双向连接；DSP处理器和多通道信号采集模块、高压驱动输出模块均通过地址总线和控制总线相连接。

4.根据权利要求2所述的精密运动控制系统，其特征在于：DSP处理器外接一块SDRAM存储器，还接入了一块FLASH存储器。

5.根据权利要求2所述的精密运动控制系统，其特征在于：所述上位机屏幕显示模块传输命令给控制核心模块，控制核心模块控制被控对象，被控对象将反馈位置信息传输给上位机屏幕显示模块。

6.一种如权利要求2所述的精密运动控制系统的控制方法，其特征在于：其步骤为：

⑴对所述控制系统上电，上位机屏幕显示模块和DSP处理器加载初始化程序，进入初始化阶段；

⑵DSP处理器初始化完成后发送初始化成功命令给上位机屏幕显示模块，然后进入等待状态；

⑶上位机屏幕显示模块向DSP处理器发送运动指令，DSP处理器接受运动指令后，进入主循环程序；

⑷传感器输入模块将当前x、y、z三个轴向的位置信息通过多通道数据采集模块传输给DSP处理器，DSP处理器运算得出运动速度和方向，并将结果传输给上位机屏幕显示模块，同时将结果通过数模转换模块转换成模拟信号输出高压驱动模块，驱动高压驱动模块的输出端口；

⑸高压驱动模块通过驱动执行器模块对被控制对象实现微位移；

⑹传感器输入模块将当前位置信息和位移量通过多通道数据采集模块实时的传输给DSP处理器，并在上位机屏幕显示模块显示，等待上位机的操作，执行完毕返回主程序。

7.根据权利要求6所述的所述的精密运动控制系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤⑴和步骤⑶中，系统上电后，DSP处理器是通过下载器和上位机屏幕显示模块连接，上位机屏幕显示模块通过下载器向DSP处理器传输信号采集指令，DSP处理器得到信号采集指令，启动信号采集并将采集到的数据存到预先分配的空间内。

8.根据权利要求7所述的所述的精密运动控制系统的控制方法，其特征在于：步骤⑴中，对系统进行初始化设置时，关闭所有的中断设置；启动定时器为电容传感器提供时钟脉冲信号，保证电容传感器正常工作；启动I²C程序配置D/A转换器，保证程序处理完成后能及时转换为模拟信号驱动后面执行器的执行；并开启EDMA中断；判断是否有中断，有中断进入中断服务子程序，完成数据的接收、处理和发送，在配置EDMA时，建立正确的通道链接和参数配置后，满足中断条件进入中断开始利用EDMA通道传输数据，当一次接收数据完成，将数据存储在预设的空间内等待分析与处理程序的调用，DSP处理器调用这上述集数据并对数据进行分析、调理、滤波及一系列的算法运算之后，再通过EDMA通道传输到McASP发送串行器，通过McASP串行接口发送给数模转换器PCM3168A进行数模转换模块成模拟信号，使之能够驱动后面执行器件工作。