[发明专利]一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统

权利要求书

1.一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：由伺服电机综合控制模块(1)、伺服功率变换模块(2)、伺服电机(3)、伺服传动机构(4)、伺服电机控制系统通信接口模块(5)、伺服电源模块(6)和伺服信号反馈模块(7)组成；

所述伺服电机综合控制模块(1)由伺服电机控制FPGA模块(11)和伺服电机控制DSP模块(12)组成；所述伺服功率变换模块(2)由SVPWM信号生成模块(21)、驱动隔离模块(22)和IPM模块(23)组成；所述伺服传动机构(4)由行星减速器(41)、联轴器(42)、电机侧同步带轮(43)、同步带(44)和机械轴侧同步带轮(45)组成；所述伺服电源模块(6)由伺服控制电源模块(61)和伺服驱动电源模块(62)组成；所述伺服信号反馈模块(7)由伺服电机电流采样模块(71)、伺服电机位置采样模块(72)和伺服电机速度估计模块(73)组成；所述伺服电机电流采样模块(71)由电流传感器(711)和电流信号处理模块(712)组成；所述伺服电机位置采样模块(72)由光电码盘(721)和光电码盘信号处理模块(722)组成。

2.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：伺服电机控制FPGA模块(11)接收来自伺服电机控制系统通信接口模块(5)的指令信号，发送给伺服电机控制DSP模块(12)进行伺服电机三环控制解算，将解算信息发送给伺服功率变换模块(2)；伺服电机控制FPGA模块(11)接收伺服电机电流采样模块(71)、伺服电机位置采样模块(72)和伺服电机速度估计模块(73)的信号，并将信号发送给伺服电机控制DSP模块(12)用于电机三环闭环反馈控制；伺服电机控制FPGA模块(11)实现了多任务的实时综合调度，执行效率高。

3.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：伺服电机控制DSP模块(12)根据伺服电机控制FPGA模块(11)发送的动作指令信号及电流、速度、位置反馈信号实时进行位置环、速度环和电流环的闭环控制。

4.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：伺服功率变换模块(2)根据伺服电机控制FPGA模块(11)发送的解算指令，实时生成SVPWM信号，通过驱动隔离模块(22)和IPM模块(23)的转换，驱动伺服电机(3)执行动作；驱动隔离模块(22)隔离了控制电与伺服驱动电，增强了伺服控制系统的抗电磁干扰能力。

5.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：伺服传动机构(4)实现了伺服电机(3)与机械轴的连接传动，伺服电机(3)通过行星减速器(41)、联轴器(42)与电机侧同步带轮(43)连接，电机侧同步带轮(43)通过同步带(44)与机械轴侧同步带轮(45)连接，机械轴侧同步带轮(45)与机械轴相连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：电流传感器(711)采样伺服电机(3)的电流，通过电流信号处理模块(712)反馈给伺服电机控制FPGA模块(11)；光电码盘(721)采样伺服电机(3)的位置信号，通过光电码盘信号处理模块(722)实现了位置信号的四倍频，反馈给伺服电机控制FPGA模块(11)；伺服速度估计模块(73)根据四倍频的位置信号，解算伺服电机(3)的速度，反馈给伺服电机控制FPGA模块(11)。

7.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：伺服控制电源模块(61)为伺服电机控制系统提供24V、5V以及3.3V控制电；伺服驱动电源模块(62)为伺服电机控制系统提供220V动力电。

8.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机的伺服电机控制系统，其特征在于：伺服电机控制系统集成了伺服电机综合控制模块(1)、伺服功率变换模块(2)等各个系统模块，可用于光纤缠绕机的多轴伺服电机联动协同控制，集成度高，效率高。