摘要:can總線是廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域的串行總線。由于can總線數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性,所以在由伺服系統(tǒng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分布式控制現(xiàn)場(chǎng)中,得到很廣泛的應(yīng)用。通過caiv伺服系統(tǒng)可以獨(dú)立地完成各種運(yùn)動(dòng)控制。通過can總線,主控機(jī),dsp和sn65hvd230之間的數(shù)據(jù)傳輸與控制,使得伺服的使用更加靈活和方便,能更好應(yīng)用在各種分布式的控制系統(tǒng)中。
中圖分類號(hào):tp271 +4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:a 文章編號(hào):1001-6848(2010)04-0085-03
本文所述的基于can總線的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中****層的現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。通過can總繆進(jìn)行命令及參數(shù)的傳輸,伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立完成各種的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制。通過can總線、dsptms320f2407和sn65hvd230進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與控制,使得伺服的使用更加靈活和方便,能更好的應(yīng)用在各種分布式的控制系統(tǒng)中。
按照can總線協(xié)議,can總線可以是任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但一般來說,can總線主要有以下4種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即:總線拓?fù)洹h(huán)形拓?fù)洹⑿切瓮負(fù)浜途W(wǎng)狀拓?fù)洹?/div>
無論采用哪種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),can總線都隸屬于控制網(wǎng)絡(luò)的范疇。從原理和實(shí)現(xiàn)的角度,只要有兩個(gè)can節(jié)點(diǎn)和將它們蓮成一體的通信媒體就可構(gòu)成一個(gè)can總線系統(tǒng)。一個(gè)簡(jiǎn)單的can總線系統(tǒng)可以由上位計(jì)算機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成,如圖1所示。作為can總線上的節(jié)點(diǎn)它們的主要區(qū)別方式在于其每個(gè)設(shè)備規(guī)定的id號(hào),id號(hào)作為設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的****標(biāo)識(shí),各個(gè)節(jié)點(diǎn)只接收符合自己id號(hào)的信息。在can總線的終端一般會(huì)有兩只125ω的電阻作為can線路的匹配電阻。
在這個(gè)總線上主要掛了兩個(gè)節(jié)點(diǎn):pc機(jī)和dsptms320f2407。pc機(jī)通過usb轉(zhuǎn)can的接口模塊與總線連接,而dsptms320lf2407通過sn65hvd230進(jìn)行輸入、輸出電平的轉(zhuǎn)換與can總線連接。其硬件的接口圖如圖2所示:
2伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的主要功能
伺服驅(qū)動(dòng)不但承擔(dān)著執(zhí)行來自上位機(jī)的控制指令并將指令執(zhí)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)上行送至上位機(jī)的任務(wù),而且還要將經(jīng)過dsp內(nèi)部組合式控制算法的運(yùn)算后所產(chǎn)生的相應(yīng)占空比的pwm信號(hào)送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)板,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精準(zhǔn)控制。dspt-ms320lf2407主要的功能如下:
(1)按約定的通信脅議利用can2. oa總線與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。
(2)模數(shù)轉(zhuǎn)換控制器以12位精度、1 mhz的采樣頻率將旋轉(zhuǎn)變壓器送來的反饋模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換,并將其送人到cpu中進(jìn)行相應(yīng)的算數(shù)濾波處理。
(3)中央處理單元(cpu)將傳來的目標(biāo)值同濾波過的實(shí)時(shí)角度反饋數(shù)據(jù)一起代人到組合式算法中運(yùn)算,生成14位占空比數(shù)值。
(4) pwm事件管理器接收由cpu運(yùn)算產(chǎn)生的占空比數(shù)值,以此為依據(jù)生成16 khz頻率、14位細(xì)分精度的pwm信號(hào)。
(5) can總線收發(fā)器sn65hvd230芯片將dsp內(nèi)部ecax控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為恿線上的差動(dòng)電平,通過can通信卡與上位機(jī)進(jìn)行通信。
(6)通過6n137隔離ipm模塊對(duì)pwm信號(hào)的干擾。
3伺服軟件程序設(shè)計(jì)
tms320lf2407主要負(fù)責(zé)完成初始化并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理。初始化包括對(duì)i/o接口、寄存器、處理器工作狀態(tài)以及內(nèi)部控制模塊等的初始化。在初始化完成后,將會(huì)進(jìn)人數(shù)據(jù)處理的運(yùn)算子程序。其中can總線通信程序作為其中的一個(gè)子程序嵌入主控制程序。
tms320lf2407與上位機(jī)的can2.oa串行通信采用數(shù)據(jù)幀傳輸模式,can的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀可包含44—108位的數(shù)據(jù),它的擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀可包含64~ 128位數(shù)據(jù)。本文采用標(biāo)準(zhǔn)幀進(jìn)行通信,即can2. oa協(xié)議,