[实用新型]一种脱机示教运动控制系统

说明书

本实用新型提出了一种脱机示教运动控制系统，设置第一光耦隔离器第二光耦隔离器，可以有效的防止伺服驱动器的干扰信号影响到FPGA芯片的正常运行；通过设置差分接收电路和差分整形电路，将单端信号转换成差分信号，差分信号对外部干扰信号，特别是共模干扰信号有很强的免疫力，而且信号的传输距离可达1000m以上；通过倍频鉴相电路，可以实现对电机运转方向的辨别，统计此计数脉冲即可检测出经过的相应位移量；通过倍频鉴相电路可以对光电编码器输出的A相和B相信号进行四倍频，使光电编码器每转动一个固定角，在一个周期内产生四个脉冲信号，则将测量精度提高了四倍，提高检测电机位置反馈信号的精度，进而提高运动控制系统的控制精度。

技术领域

本实用新型涉及运动控制技术领域，尤其涉及一种脱机示教运动控制系统。

背景技术

运动控制能够实现对运动轨迹、运行速度、定位精度等的精确控制，因此成为控制领域中的一个重要研究方向。目前主流的运动控制器是基于DSP+FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器，PC机将程序中的运动指令解释后，把数据发送到DSP中，DSP读出这些数据进行插补运算，得到理论位置，并且从反馈部分读取由FPGA计算出的运动轴的当前实际位置，计算出理论位置与实际位置的误差，用PID调节控制下一步的位置输出，根据误差修正D/A输出的大小，实时地控制闭环机器人控制系统中运动轴的位置和速度。当使用速度控制模式的时候，DSP直接输出到D/A，当使用位置控制模式的时候，DSP输出到FPGA之后再依次输出至各轴。在位置控制模式下，由于光电编码器反馈的当前实际位置信息的精确度直接影响DSP通过ID调节控制下一步的位置输出的精度，可见，光电编码器反馈回路中抗干扰性和精确度十分重要，因此，本实用新型提供一种脱机示教运动控制系统，可以提高光电编码器反馈回路回路的干扰性以及运动控制系统的精确度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种脱机示教运动控制系统，可以提高光电编码器反馈回路回路的干扰性以及运动控制系统的精确度。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种脱机示教运动控制系统，其包括DSP芯片、D/A转换器、FPGA芯片、伺服驱动器、光电编码器，还包括第一光耦隔离器、差分整形电路、倍频鉴相电路；

DSP芯片通过双RAM口与FPGA芯片电性连接，DSP芯片的数字输出端通过D/A转换器与伺服驱动器的输入端电性连接，光电编码器的输入端与伺服驱动器电性连接，光电编码器的输出端通过顺次串联的差分整形电路、倍频鉴相电路与FPGA芯片的输入端电性连接，FPGA芯片的输出端与伺服驱动器的输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，光电编码器输出三组正/余弦信号，分别记为A+、A-、B+、B-、Z+和Z-；

A+、A-、B+和B-信号分别经过第一光耦隔离器输入至差分整形电路中，差分整形电路输出A相信号和B相信号。

在以上技术方案的基础上，优选的，倍频鉴相电路为四倍频鉴相电路。

在以上技术方案的基础上，优选的，倍频鉴相电路包括：74LS175锁存器、74LS154译码器和74LS21与门；

74LS175锁存器的D0和D3引脚分别与差分整形电路输出的A相和B相信号的端口连接，74LS175锁存器的D1引脚与其Q0引脚电性连接，74LS175锁存器的D3引脚与其Q2引脚电性连接，74LS175锁存器的Q0-Q3引脚分别与74LS154译码器的A、B、C和D引脚一一对应电性连接，74LS154译码器的引脚1、2、4、7、8、11、13和14引脚分别与74LS21与门的A1、A2、B2、B1、C1、C2、D2和D1引脚一一对弈电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括差分接收电路、第二光耦隔离器和锁存器；

光电编码器输出的Z+和Z-信号分别经过第二光耦隔离器输入至锁存器的输入端，锁存器的输出端与FPGA芯片内部的存储器电性连接。