[发明专利]用于激光跟踪仪精密伺服系统的驱动控制电路

权利要求书

1.一种用于激光跟踪仪精密伺服系统的驱动控制电路，其特征在于，用于驱动和控制永磁同步电机，包括：

数据采集板，用于采集所述永磁同步电机的数据；

主控板，与上位机和所述数据采集板连接，用于从所述上位机获取目标状态指令和参考输入信号，从所述数据采集板获取永磁同步电机的数据，对该目标状态指令、参考输入信号和永磁同步电机的数据进行处理，产生控制信号；以及

功率驱动板，与所述主控板连接，用于将所述主控板输出的控制信号进行功率放大后，输出控制电压信号驱动所述永磁同步电机工作。

2.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于：

所述数据采集板同步采集电流传感器测得的永磁同步电机的电流信号、增量式圆光栅传感器测得的表征永磁同步电机位置的光栅信号、霍尔位置传感器测得的表征永磁同步电机所处区域的霍尔信号，将三者进行初步转换后输入主控板；

所述主控板利用该三者与从所述上位机获取目标状态指令和参考输入信号，产生六路的PWM控制信号，送到所述功率驱动板；

所述功率驱动板利用所述六路的PWM控制信号，输出三路的UVW电机控制信号，驱动所述永磁同步电机工作。

3.根据权利要求2所述的驱动控制电路，其特征在于，所述主控板包括：主控芯片及外扩存储器，其中：

对该目标状态指令、参考输入信号和永磁同步电机的数据进行处理并产生控制信号的控制算法存储于所述主控芯片中，所述控制算法包括Clark和Park坐标变换运算；

所述外扩存储器由所述主控芯片的外设接口控制，用于存储Clark和Park坐标变换运算中需要的三角函数运算表，所述主控芯片通过查表法获取相应的三角函数值。

4.根据权利要求3所述的驱动控制电路，其特征在于，所述主控芯片为DSP芯片，所述外扩存储器为SDRAM存储器。

5.根据权利要求3所述的驱动控制电路，其特征在于：

所述主控板还包括：用于作为预留扩展通信接口的串口和网口；

所述主控板预设了两组PWM控制信号输出接口，可同时输出12路PWM控制信号同时驱动两台永磁同步电机。

6.根据权利要求2所述的驱动控制电路，其特征在于，所述数据采集板包括：数据采集芯片，其：

通过运算放大器和A/D转换器采集电流传感器测得的永磁同步电机的相电流信号；

通过电压转换芯片采集霍尔位置传感器测得的表征永磁同步电机所处的区域的霍尔信号；

通过差分转单端采集增量圆光栅传感器测得的表征永磁同步电机位置的光栅信号；

该数据采集芯片还用于对相电流信号进行滤波、零漂补偿和与运算，并对光栅信号进行滤波。

7.根据权利要求2所述的驱动控制电路，其特征在于，所述功率放大板包括：光电隔离&整形模块和IPM模块，其中：

主控板输出的六路PWM控制信号首先由所述光电隔离&整形模块进行光电隔离和整形，而后由IPM模块进行功率放大，输出三路的UVW电极控制信号。

8.根据权利要求7所述的驱动控制电路，其特征在于，还包括：三态收发器和故障检测电路，其中：

三态收发器，设置于所述主控板和功率放大板上光电隔离&整形模块之间，用于依据故障检测电路或主控板输入的信号，控制所述IPM模块的打开或关断；

故障检测电路包括：低速光耦、或非门、时基芯片、JK触发器，其中，IPM模块的故障检测功能会在电路发生欠压、过热、过流和短路任一故障时，封锁内部的IGBT，同时输出四路独立的故障信号(F1-F4)，该四路故障信号分别经过低速光耦进行光电隔离后通过或非门合成一路信号(FG)输入JK触发器进行锁存，用以维持故障信号，同时通过时基芯片为JK触发器提供检测时钟，当检测时钟下降沿来临时，若故障信号为低电平，则JK触发器输出高电平关断三态收发器，则三态收发器输出被置为高阻态，IPM模块被关断实现硬件保护功能；当故障解除时，DSP芯片输出故障清除信号(FCLR)使JK触发器复位，则JK触发器重新输出低电平使能三态收发器使IPM模块正常工作。