本發(fā)明屬于疲勞試驗(yàn)機(jī)，涉及一種基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器。

背景技術(shù)：

1、電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)主要用來(lái)進(jìn)行拉伸、壓縮、拉壓交變負(fù)荷和進(jìn)行預(yù)制裂紋以及裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，與低頻試驗(yàn)機(jī)的不同之處在于電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理是利用了系統(tǒng)共振原理，其具有操作簡(jiǎn)單、效率高、能量消耗低、可靠性高等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于航空、航天、高等院?？蒲屑肮I(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域。

2、以往的低端處理器已經(jīng)不能夠很好地滿足試驗(yàn)機(jī)智能測(cè)控系統(tǒng)的要求，具體表現(xiàn)為處理數(shù)據(jù)的能力跟不上試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)、中斷方式不能很好的滿足復(fù)雜工況、外設(shè)支持不足等；而另一些采用x86處理器的控制器則因?yàn)槌杀据^高、功耗較高、處理速度慢，限制了其應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，包括基于arm架構(gòu)的控制模塊、ad采集模塊、da控制模塊、存儲(chǔ)電路模塊、通信模塊和電源模塊；

4、所述控制模塊與ad采集模塊連接，用于采集試驗(yàn)機(jī)的拉力、壓力傳感器數(shù)據(jù)；

5、所述控制模塊與da控制模塊連接，輸出液壓伺服閥和直流伺服電機(jī)的控制信號(hào)；

6、所述控制模塊與存儲(chǔ)電路模塊連接，用于存儲(chǔ)日志文件和傳感器的參數(shù)；

7、所述控制模塊與通信模塊連接，用于與上位機(jī)或遠(yuǎn)程手持終端進(jìn)行通信；

8、所述電源模塊用于為各模塊供電。

9、進(jìn)一步，所述ad采集模塊包括模擬開(kāi)關(guān)電路、儀表放大器、巴特沃斯低通濾波器、單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路和ad轉(zhuǎn)換芯片；傳感器輸出的模擬信號(hào)首先通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)入儀表放大器進(jìn)行電壓放大，然后通過(guò)巴特沃斯低通濾波器進(jìn)行濾波之后，利用單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，接著進(jìn)入ad轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后通過(guò)spi總線傳輸至控制模塊。

10、進(jìn)一步，所述da轉(zhuǎn)換模塊由一個(gè)16bit精度的da轉(zhuǎn)換芯片及外圍電路組成，控制模塊發(fā)送的數(shù)字信號(hào)通過(guò)da轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后用于控制伺服直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)的靜態(tài)控制功能。

11、進(jìn)一步，所述通信模塊包括usb通信模塊、串口模塊和以太網(wǎng)模塊；

12、所述usb通信模塊用于連接u盤(pán)以實(shí)現(xiàn)固件升級(jí)；

13、所述串口模塊包括rs232和rs485兩種接口；所述rs232接口用于實(shí)現(xiàn)調(diào)試功能；所述rs485接口用于與遠(yuǎn)程手持終端進(jìn)行通信；

14、所述以太網(wǎng)模塊用于連接上位機(jī)。

15、進(jìn)一步，所述存儲(chǔ)電路模塊包含一個(gè)eeprom。

16、進(jìn)一步，所述電源模塊包含dcdc電路和ldo電路，所述dcdc電路用于將輸入的220v交流電轉(zhuǎn)換為24v直流電源；所述ldo電路用于為各模塊進(jìn)行差異性穩(wěn)定供電。

17、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用基于arm架構(gòu)的控制模塊，有著出色的數(shù)據(jù)處理能力、外設(shè)資源豐富、性能可靠、成本低、功耗低等特點(diǎn)。精度得到顯著提高，通過(guò)對(duì)信號(hào)調(diào)理電路的不斷改進(jìn)，目前靜態(tài)載荷精度可達(dá)到千分之五以內(nèi)，符合高頻試驗(yàn)機(jī)控制器行業(yè)所要求的精度(千分之五)。通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)傳感器的自動(dòng)校驗(yàn)功能，通過(guò)讀取傳感器參考電壓的數(shù)值，與傳感器實(shí)際信號(hào)的數(shù)值進(jìn)行比較，可進(jìn)一步獲得傳感器信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸線上衰減的電壓值，可通過(guò)軟件算法對(duì)衰減的電壓進(jìn)行補(bǔ)償。實(shí)現(xiàn)了濾波器截止頻率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)功能，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)頻率通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)巴特沃斯低通濾波器硬件電路截止頻率的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，有效抑制了信號(hào)鏈路中的高頻干擾信號(hào)。

18、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，其特征在于：包括基于arm架構(gòu)的控制模塊、ad采集模塊、da控制模塊、存儲(chǔ)電路模塊、通信模塊和電源模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，其特征在于：所述ad采集模塊包括模擬開(kāi)關(guān)電路、儀表放大器、巴特沃斯低通濾波器、單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路和ad轉(zhuǎn)換芯片；傳感器輸出的模擬信號(hào)首先通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)入儀表放大器進(jìn)行電壓放大，然后通過(guò)巴特沃斯低通濾波器進(jìn)行濾波之后，利用單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，接著進(jìn)入ad轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后通過(guò)spi總線傳輸至控制模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，其特征在于：所述da轉(zhuǎn)換模塊由一個(gè)16bit精度的da轉(zhuǎn)換芯片及外圍電路組成，控制模塊發(fā)送的數(shù)字信號(hào)通過(guò)da轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后用于控制伺服直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)的靜態(tài)控制功能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，其特征在于：所述通信模塊包括usb通信模塊、串口模塊和以太網(wǎng)模塊；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，其特征在于：所述存儲(chǔ)電路模塊包含一個(gè)eeprom。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于arm的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，其特征在于：所述電源模塊包含dcdc電路和ldo電路，所述dcdc電路用于將輸入的220v交流電轉(zhuǎn)換為24v直流電源；所述ldo電路用于為各模塊進(jìn)行差異性穩(wěn)定供電。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于ARM的電磁諧振式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器，屬于疲勞試驗(yàn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括基于ARM架構(gòu)的控制模塊、AD采集模塊、DA控制模塊、存儲(chǔ)電路模塊、通信模塊和電源模塊；所述控制模塊與AD采集模塊連接，用于采集試驗(yàn)機(jī)的拉力、壓力傳感器數(shù)據(jù)；所述控制模塊與DA控制模塊連接，輸出液壓伺服閥和直流伺服電機(jī)的控制信號(hào)；所述控制模塊與存儲(chǔ)電路模塊連接，用于存儲(chǔ)日志文件和傳感器的參數(shù)；所述控制模塊與通信模塊連接，用于與上位機(jī)或遠(yuǎn)程手持終端進(jìn)行通信；所述電源模塊用于為各模塊供電。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣暢江,羅輝,姜小龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶郵電大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6