[发明专利]一种通用小型化数字电动舵机控制器及其控制方法

摘要

一种通用小型化数字电动舵机控制器及其控制方法，包括信号调理模块、AD采样模块、并转串模块、舵机算法模块、串转并模块和舵机驱动控制模块、舵机驱动模块、位移检测电路和电流检测电路；其中，位移检测电路和电流检测电路输出m个舵机的模拟位置信号和模拟电流信号，m≥2；经过信号调理模块、AD采样模块和并转串模块得到一路串行位置信号、一路串行电流信号和一路串行指令信号，送入舵机算法模块；舵机算法模块对舵机偏角进行位置电流双闭环控制，并输出一路串行控制信号；经过串转并模块转换成舵机需要的m路并行控制信号输出给舵机驱动控制模块，舵机驱动控制模块和舵机驱动模块驱动电机转动。本发明控制速度快、稳定性高。

主权项

一种通用小型化数字电动舵机控制器，其特征在于，包括信号调理模块、AD采样模块、控制模块、舵机驱动模块、位移检测电路和电流检测电路；控制模块包括并转串模块、舵机算法模块、串转并模块和舵机驱动控制模块；其中，位移检测电路检测m个舵机的舵面偏角并输出m路模拟位置信号，m≥2；电流检测电路检测m个舵机的电流大小并输出m路模拟电流信号；信号调理模块对m路模拟位置信号和m路模拟电流信号进行抗混叠滤波和信号放大；AD采样模块对信号调理模块输出的舵机的m路模拟位置信号和m路模拟电流信号进行采样和模数转换，输出m路数字位置信号和m路数字电流信号送入并转串模块；并转串模块接收上位机的m路舵机偏角指令信号转换成一路串行指令信号，将AD采样模块送入的m路数字位置信号和m路数字电流信号分别转换成一路串行位置信号和一路串行电流信号，并将串行位置信号、串行电流信号和串行指令信号送入舵机算法模块；所述舵机偏角指令信号为上位机对舵机舵片的位置轨迹命令信息；舵机算法模块包括FIFO1、FIFO2、FIFO3、FIFO4、电流环PID算法模块和位置环PID算法模块；FIFO1、FIFO2和FIFO4分别接收并存储串行指令信号、串行位置信号和串行电流信号；位置环PID算法模块调用串行指令信号作为位置环输入信号，调用串行位置信号作为位置环反馈信号；根据位置PID运算的参数数据分别对每路舵机进行位置环PID运算，并将各路舵机的运算结果拼接得到位置环调节输出量，存入FIFO3中；电流环PID算法模块调用位置环调节输出量作为电流环输入信号，调用串行电流信号作为电流环反馈信号；根据电流PID运算的参数数据分别对每路舵机进行电流环PID运算，并将各路舵机的运算结果拼接得到串行控制信号；串转并模块将舵机算法模块运算输出的一路串行控制信号转换成舵机需要的m路并行控制信号输出给舵机驱动控制模块；舵机驱动控制模块接收m路并行控制信号生成m路PWM驱动信号；舵机驱动模块接收m路PWM驱动信号，进行隔离和放大后驱动舵机运动。