專(zhuān)利名稱(chēng)：基于dsp的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及速率控制領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)臺(tái)適用于船舶工程領(lǐng)域，可讓系泊在單點(diǎn)系泊裝置上的船舶按封閉特性進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，也可稱(chēng)之為回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，可以被旋轉(zhuǎn)到任意位置并固定在該位置，是一種用于監(jiān)控行業(yè)的精密設(shè)備。對(duì)于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)而言，常采用邏輯電路、單片機(jī)控制或由計(jì)算機(jī)參與控制，多存在系統(tǒng)集成度低、運(yùn)算速度低等缺點(diǎn)，對(duì)于許多大型船舶設(shè)備，當(dāng)由計(jì)算機(jī)控制多軸轉(zhuǎn)臺(tái)的每個(gè)軸工作時(shí)，大大提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性，安裝與維修均十分不便，而在此基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型提出了一種基于DSP轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，具有更好的實(shí)用性，更滿足了船舶等設(shè)備高精密速率的工作要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的設(shè)計(jì)，較現(xiàn)有的通過(guò)邏輯電路、單片機(jī)控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴(kuò)展更容易、數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以借鑒廣泛應(yīng)用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領(lǐng)域中，實(shí)用性強(qiáng)。本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，包括與轉(zhuǎn)臺(tái)的力矩電機(jī)相連的計(jì)算機(jī)，為克服現(xiàn)有邏輯電路、單片機(jī)控制或計(jì)算機(jī)參與控制等方式的不足，本實(shí)用新型還包括與計(jì)算機(jī)相連接的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及設(shè)于力矩電機(jī)上的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)，所述的力矩電機(jī)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器連接在計(jì)算機(jī)上，所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列與數(shù)字信號(hào)處理器相連接，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，DSP具有運(yùn)算速度高、數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)、功能豐富等優(yōu)勢(shì)，大大提高了系統(tǒng)的分辨率以及速率控制范圍，更能滿足現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域等高精密速率的工作要求，實(shí)用性更強(qiáng)。為更好的實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，在所述的轉(zhuǎn)臺(tái)上還設(shè)有測(cè)量位移的感應(yīng)同步器，所述的感應(yīng)同步器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，使用時(shí)，計(jì)算機(jī)給DSP發(fā)送一個(gè)代表速率的數(shù)據(jù)，DSP再將此數(shù)據(jù)寫(xiě)給FPGA，再由FPGA完成指令脈沖的產(chǎn)生、移相和與感應(yīng)同步器反饋信號(hào)的鑒相功能，傳送至力矩電機(jī)并對(duì)其進(jìn)行控制，同時(shí)，DSP再對(duì)力矩電機(jī)輸出的信號(hào)進(jìn)行校正，并傳送至FPGA上進(jìn)行重復(fù)上述控制過(guò)程。為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，在所述的數(shù)字信號(hào)處理器上還設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的力矩電機(jī)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接在數(shù)字信號(hào)處理器上，在本實(shí)用新型中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，采樣速度高達(dá)2.4 μ S，在實(shí)際制作過(guò)程中，AD7865可通過(guò)編程設(shè)置成一個(gè)通道或?qū)Χ嗟?個(gè)通道的A/D轉(zhuǎn)換，可與轉(zhuǎn)臺(tái)的多個(gè)力矩電機(jī)相連，大大提高了系統(tǒng)的控制范圍，可操作性強(qiáng)。本實(shí)用新型在所述的計(jì)算機(jī)上設(shè)有串行接口，所述的數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)串行接口與計(jì)算機(jī)相連，使用時(shí)，計(jì)算機(jī)可通過(guò)串行接口給DSP發(fā)送一個(gè)32位的代表速率的數(shù)據(jù)。[0008]所述的數(shù)字信號(hào)處理器為T(mén)MS320F2812芯片，具有強(qiáng)大的控制和信號(hào)處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法，在其芯片結(jié)構(gòu)上，可整合Flash存儲(chǔ)器、快速A/D轉(zhuǎn)換器、CAN模塊、事件管理器等等，并采用176腳(LQFP)封裝。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:(I)本實(shí)用新型采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的設(shè)計(jì)，可使轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)滿足高精密速率的工作要求，較現(xiàn)有的通過(guò)邏輯電路、單片機(jī)控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴(kuò)展更容易、數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以借鑒廣泛應(yīng)用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領(lǐng)域中，實(shí)用性強(qiáng)。(2)本實(shí)用新型所述的DSP具有運(yùn)算速度高、數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)、功能豐富等優(yōu)勢(shì)，大大提高了系統(tǒng)的分辨率以及速率控制范圍，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，DSP可采用TMS320F2812芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法，在其芯片結(jié)構(gòu)上，可整合Flash存儲(chǔ)器、快速A/D轉(zhuǎn)換器、CAN模塊、事件管理器等等，并采用176腳(LQFP)封裝。(3)在本實(shí)用新型中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，采樣速度高達(dá)2.4 μ S，在實(shí)際制作過(guò)程中，AD7865可通過(guò)編程設(shè)置成一個(gè)通道或?qū)Χ嗟?個(gè)通道的A/D轉(zhuǎn)換，可與轉(zhuǎn)臺(tái)的多個(gè)力矩電機(jī)相連，大大提高了系統(tǒng)的控制范圍，可操作性強(qiáng)。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例:轉(zhuǎn)臺(tái)是一種可以被旋轉(zhuǎn)到任意位置并固定在該位置的精密設(shè)備，可適用于船舶工程領(lǐng)域，如:可讓系泊在單點(diǎn)系泊裝置上的船舶按封閉特性進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，本實(shí)用新型提出了基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)采用邏輯電路、單片機(jī)控制或由計(jì)算機(jī)參與控制，而存在的系統(tǒng)集成度低、運(yùn)算速度低等缺點(diǎn)，它能滿足轉(zhuǎn)臺(tái)高精密速率的工作要求，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括與轉(zhuǎn)臺(tái)的力矩電機(jī)相連的計(jì)算機(jī)、與計(jì)算機(jī)相連接的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及設(shè)于力矩電機(jī)上的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)，在本實(shí)用新型中，力矩電機(jī)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器連接在計(jì)算機(jī)上，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列與數(shù)字信號(hào)處理器相連接。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，DSP具有運(yùn)算速度高、數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)、功能豐富等優(yōu)勢(shì)，大大提高了系統(tǒng)的分辨率以及速率控制范圍，速率平穩(wěn)度高達(dá)0.0005%，更能滿足現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域等高精密速率的工作要求，實(shí)用性更強(qiáng)。為更好的實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)臺(tái)上還設(shè)有測(cè)量位移的感應(yīng)同步器，感應(yīng)同步器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連。如圖1所示，本實(shí)用新型在力矩電機(jī)上還設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，力矩電機(jī)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接在數(shù)字信號(hào)處理器上，在本實(shí)用新型中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，采樣速度高達(dá)2.4 μ S，在實(shí)際制作過(guò)程中，AD7865可通過(guò)編程設(shè)置成一個(gè)通道或?qū)Χ嗟?個(gè)通道的A/D轉(zhuǎn)換，可與轉(zhuǎn)臺(tái)的多個(gè)力矩電機(jī)相連，大大提高了系統(tǒng)的控制范圍，可操作性強(qiáng)。如圖1所示，本實(shí)用新型在計(jì)算機(jī)上還設(shè)有串行接口，數(shù)字信號(hào)處理器則通過(guò)串行接口與計(jì)算機(jī)相連。使用時(shí)，計(jì)算機(jī)可通過(guò)串行接口給DSP發(fā)送一個(gè)32位的代表速率的數(shù)據(jù)，DSP再將此數(shù)據(jù)寫(xiě)給FPGA，再由FPGA完成指令脈沖的產(chǎn)生、移相和與感應(yīng)同步器反饋信號(hào)的鑒相功能，經(jīng)過(guò)力矩電機(jī)輸出反映相差的電平，DSP啟動(dòng)AD7865轉(zhuǎn)換讀取此信號(hào)做校正算法，同時(shí)，再將此數(shù)據(jù)傳送至FPGA上進(jìn)行重復(fù)上完成一個(gè)控制過(guò)程。在本實(shí)用新型中，數(shù)字信號(hào)處理器可采用TMS320F2812芯片制作而成，為32位數(shù)字信號(hào)處理器，內(nèi)含閃存，速度高達(dá)150MIPS，并集微控制器和高新能DSP的特點(diǎn)于一身，具有強(qiáng)大的控制和信號(hào)處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法，在其芯片結(jié)構(gòu)上，可整合Flash存儲(chǔ)器、快速A/D轉(zhuǎn)換器、CAN模塊、事件管理器等等，并采用176腳(LQFP)封裝。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的設(shè)計(jì)，可使轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)滿足高精密速率的工作要求，較現(xiàn)有的通過(guò)邏輯電路、單片機(jī)控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴(kuò)展更容易、數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以借鑒廣泛應(yīng)用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領(lǐng)域中。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，包括與轉(zhuǎn)臺(tái)的力矩電機(jī)相連的計(jì)算機(jī)，其特征在于:還包括與計(jì)算機(jī)相連接的數(shù)字信號(hào)處理器以及設(shè)于力矩電機(jī)上的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，所述的力矩電機(jī)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器連接在計(jì)算機(jī)上，所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列則與數(shù)字信號(hào)處理器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述的轉(zhuǎn)臺(tái)上還設(shè)有測(cè)量位移的感應(yīng)同步器，所述的感應(yīng)同步器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述的數(shù)字信號(hào)處理器上還設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的力矩電機(jī)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接在數(shù)字信號(hào)處理器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述的計(jì)算機(jī)上設(shè)有串行接口，所述的數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)串行接口與計(jì)算機(jī)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)字信號(hào)處理器為T(mén)MS320F2812芯片。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了基于DSP的轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)，包括與轉(zhuǎn)臺(tái)的力矩電機(jī)相連的計(jì)算機(jī)，本實(shí)用新型還包括與計(jì)算機(jī)相連接的數(shù)字信號(hào)處理器以及設(shè)于力矩電機(jī)上的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，所述的力矩電機(jī)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器連接在計(jì)算機(jī)上，所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列與數(shù)字信號(hào)處理器相連接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的設(shè)計(jì)，可使轉(zhuǎn)臺(tái)速率控制系統(tǒng)滿足高精密速率的工作要求，較現(xiàn)有的通過(guò)邏輯電路、單片機(jī)控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴(kuò)展更容易、數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以借鑒廣泛應(yīng)用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)G05B19/042GK203054620SQ20122064827
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
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