[发明专利]基于时钟激励反馈量同步处理的伺服控制方法

说明书

本发明公开了一种基于时钟激励反馈量同步处理的伺服控制方法，该方法主要实现过程为：在伺服控制系统的可编程逻辑器件采集完一拍绝对编码位置数据后，主动给伺服控制芯片发送一个同步信号，伺服控制芯片以该同步信号作为外部中断输入源，触发外部中断，中断接收可编程逻辑器件采集的当前位置数据进行闭环伺服控制。本发明实现了基于时钟激励反馈量的高精度伺服控制系统对实时反馈量的同步处理，避免了反馈量采集不同步导致闭环控制效果不佳的问题。

技术领域

本发明涉及电气工程应用技术领域，特别是一种基于时钟激励反馈量同步处理的伺服控制方法。

背景技术

高精度伺服控制系统多采用绝对式编码器作为闭环控制反馈量传感器，相比于增量式编码器，绝对式编码器具有直接传输绝对编码位置、无位置累积误差以及分辨率高的优势。绝对式编码器的传输协议基本上都是以时钟信号作为激励来传输绝对编码位置，伺服控制芯片基本上不具备输出绝对编码位置传输协议中的时钟激励信号的能力(传输协议例图如图1所示)，需要额外的可编程逻辑器件作为中转站，输出具有一定周期一定频率的时钟激励信号、采集绝对编码位置数据并传输给伺服控制芯片。

高精度伺服控制系统以一定的采样频率实时采集绝对编码位置反馈量并进行实时闭环伺服控制，传统的做法是伺服控制芯片通过定时器中断设置一定的控制周期，在控制周期内完成位置反馈量采集、闭环伺服控制规律运算以及控制信号的输出，原理框图如图2所示。由于伺服控制芯片和可编程逻辑器件各自均有独立的时钟源、两者不同步，会存在伺服控制芯片从可编程逻辑器件采样到的绝对编码位置反馈量超前一拍或者滞后一拍的问题(如图3所示)，导致参与闭环伺服控制的反馈量不是实时的同步的编码器真实值，会极大的影响伺服控制系统的动态响应和控制效果，甚至导致伺服控制系统振荡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于时钟激励反馈量同步处理的伺服控制方法，解决基于时钟激励的反馈量不同步导致控制效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于时钟激励反馈量同步处理的伺服控制方法，该方法主要实现过程为：在伺服控制系统的可编程逻辑器件采集完一拍绝对编码位置数据后，主动给伺服控制芯片发送一个同步信号，伺服控制芯片以该同步信号作为外部中断输入源，触发外部中断，中断接收可编程逻辑器件采集的当前位置数据进行闭环伺服控制。

所述可编程逻辑器件实时发送一个同步信号来实现伺服控制芯片同步采集绝对编码位置数据。

所述可编程逻辑器件以一定的采样周期T，根据绝对式编码器传输协议发送一定频率的时钟激励信号来采集绝对编码位置数据。

所述可编程逻辑器件的采样频率为闭环伺服控制系统控制频率的整数。

所述伺服控制芯片以同步信号作为外部中断输入源，每隔(N-1)T时间就中断接收可编程逻辑器件第N个采样周期实时采集的绝对编码位置数据。

可编程逻辑器件每隔(N-1)个采样周期就产生一个同步信号，相应地，伺服控制芯片每隔(N-1)T时间就进一次外部中断实时采集一次绝对编码位置数据、执行一次闭环伺服控制规律运算以及控制信号的输出。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1.实现了基于时钟激励反馈量的高精度伺服控制系统对实时反馈量的同步处理，避免了反馈量采集不同步导致闭环控制效果不佳的问题。

2.伺服控制芯片利用周期性同步信号实现了闭环伺服控制系统的周期控制，无需利用定时器产生周期中断来进行闭环伺服控制系统的周期控制，从而节省了伺服控制芯片的片内资源，降低设计成本的同时提高设计可靠性。

3.具有可扩展性，基于时钟激励反馈量的其它系统或者环节可以根据不同算法要求相应产生同步信号来满足不同算法对时钟激励反馈量的同步要求。