一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置屬于自動(dòng)控制應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差、轉(zhuǎn)速范圍窄、承載負(fù)載小和實(shí)用性不強(qiáng)的問(wèn)題。本發(fā)明的供電電源提供3.3V電源電壓給手旋式分壓電阻器，手旋式分壓電阻器變換出的控制速度和方向電壓信號(hào)通過(guò)ADC-In口接入數(shù)字信號(hào)處理器，同時(shí)編碼器-直流電機(jī)機(jī)組的編碼器反饋信號(hào)通過(guò)SCIs-In口接入數(shù)字信號(hào)處理器，兩信號(hào)經(jīng)處理發(fā)出調(diào)寬波信號(hào)PWM1和調(diào)寬波信號(hào)PWM2，數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)將調(diào)寬波信號(hào)PWM1和調(diào)寬波信號(hào)PWM2驅(qū)動(dòng)放大為調(diào)寬波信號(hào)PWM3和調(diào)寬波信號(hào)PWM4，調(diào)寬波信號(hào)PWM3和調(diào)寬波信號(hào)PWM4分別接于電機(jī)的兩端。
【專利說(shuō)明】一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動(dòng)控制應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其是PWM伺服控制技術(shù)的應(yīng)用，越來(lái)越受到人們的普遍重視。同時(shí)，與之配套的各種外圍專用集成芯片也不斷地推動(dòng)著直流電機(jī)的應(yīng)用。
[0003]目前，現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，速度反饋元件大多采用測(cè)速機(jī)，反饋信號(hào)波動(dòng)大、操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差；數(shù)據(jù)處理元件采用模擬芯片或者單片機(jī)，處理頻率慢、精度低；速度給定單一，轉(zhuǎn)速范圍窄，承載負(fù)載小，不能實(shí)現(xiàn)速度的無(wú)級(jí)變速功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差、轉(zhuǎn)速范圍窄、承載負(fù)載小和實(shí)用性不強(qiáng)的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置包括供電電源、手旋式分壓電阻器、數(shù)字信號(hào)處理器、數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)和編碼器-直流電機(jī)機(jī)組；
[0006]供電電源提供3.3V電源電壓給手旋式分壓電阻器，手旋式分壓電阻器變換出的控制速度和方向電壓信號(hào)通過(guò)ADC-1n 口接入數(shù)字信號(hào)處理器，作為控制電機(jī)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向的輸入信號(hào)，同時(shí)編碼器-直流電機(jī)機(jī)組的編碼器反饋信號(hào)通過(guò)SCIs-1n 口接入數(shù)字信號(hào)處理器作為控制電機(jī)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向的反饋信號(hào)，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器處理發(fā)出調(diào)寬波信號(hào)PWMl和調(diào)寬波信號(hào)PWM2，供電電源同時(shí)將3.3V電壓接入至數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)Enable信號(hào)，數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)通過(guò)接收供電電源的48V電壓，將調(diào)寬波信號(hào)PWMl和調(diào)寬波信號(hào)PWM2驅(qū)動(dòng)放大為調(diào)寬波信號(hào)PWM3和調(diào)寬波信號(hào)PWM4，調(diào)寬波信號(hào)PWM3和調(diào)寬波信號(hào)PWM4分別接于電機(jī)的兩端來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)高精度、無(wú)級(jí)變速、穩(wěn)速、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)旋動(dòng)手旋式分壓電阻器，變換出控制速度和方向電壓信號(hào)，將此信號(hào)接入數(shù)字信號(hào)處理器作為控制電機(jī)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向的輸入信號(hào)，同時(shí)將電機(jī)-編碼器機(jī)組的編碼器反饋信號(hào)接入數(shù)字信號(hào)處理器作為控制電機(jī)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向的反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器的一系列數(shù)字化計(jì)算處理，數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出調(diào)寬波信號(hào)PWM1、調(diào)寬波信號(hào)PWM2，經(jīng)過(guò)數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)的驅(qū)動(dòng)后，將調(diào)寬波控制信號(hào)放大為調(diào)寬波信號(hào)PWM3、調(diào)寬波信號(hào)PWM4，最后分別將該二信號(hào)接于電機(jī)的兩端來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)高精度、無(wú)級(jí)變速、穩(wěn)速、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]針對(duì)采用編碼器-直流電機(jī)機(jī)組驅(qū)動(dòng)負(fù)載高精度、無(wú)級(jí)變速、穩(wěn)速、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，本發(fā)明的一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置它能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的接口連接操作，對(duì)編碼器-直流電機(jī)機(jī)組實(shí)現(xiàn)高精度、無(wú)級(jí)變速、穩(wěn)速、雙向控制轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單方便、無(wú)級(jí)變速、雙向控制、高精度和實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，在提高驅(qū)動(dòng)裝置集成度的同時(shí)，大大提高了系統(tǒng)的數(shù)字化和工作穩(wěn)定性，并且具有修改設(shè)計(jì)方便、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。它是目前最先進(jìn)的數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用，廣泛適用于直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，特別適用于對(duì)系統(tǒng)集成度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合，例如高精度轉(zhuǎn)臺(tái)伺服控制、寬調(diào)速穩(wěn)定性平臺(tái)等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置工作原理圖；
[0010]其中:1、供電電源、2、手旋式分壓電阻器，3、數(shù)字信號(hào)處理器，4、數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)，5、編碼器-直流電機(jī)機(jī)組。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]參見(jiàn)附圖1，本發(fā)明的一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置包括供電電源1、手旋式分壓電阻器2、數(shù)字信號(hào)處理器3、數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)4、編碼器-直流電機(jī)機(jī)組5 ；
[0013]所述供電電源I選用鴻?？萍奸_(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的電源，提供3.3V電源電壓給手旋式分壓電阻器2，通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)手旋式分壓電阻器2給出控制速度和方向電壓信號(hào)來(lái)控制編碼器-直流電機(jī)機(jī)組5的無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向，手旋式分壓電阻器2選用VISHAY公司生產(chǎn)的P16NP470K電阻器，編碼器-直流電機(jī)機(jī)組5選用長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研宄所生產(chǎn)的高精度24位編碼器和成都精密電機(jī)廠生產(chǎn)的永磁直流力矩J115LYX02C ;數(shù)字信號(hào)處理器3選用TI公司生產(chǎn)的TMS320C2812，它通過(guò)ADC-1n 口接收手旋式分壓電阻器2發(fā)出的控制速度和方向電壓信號(hào)作為控制電機(jī)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向的輸入信號(hào)，以及通過(guò)SCIs-1n 口接收編碼器-直流電機(jī)機(jī)組5輸出的編碼器反饋信號(hào)，通過(guò)一系列的數(shù)字化運(yùn)算，計(jì)算出調(diào)寬波信號(hào)PWMl和調(diào)寬波信號(hào)PWM2 ;供電電源I同時(shí)將3.3V電壓接入至數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)4Enable信號(hào)，使能數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)4Enable信號(hào)，數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)4選用采用ST公司的L6201PS，數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)4還通過(guò)接收供電電源I提供的48V電壓供電，驅(qū)動(dòng)調(diào)寬波信號(hào)PWMl和調(diào)寬波信號(hào)PWM2至Outl、Out2 口，輸出信號(hào)放大的調(diào)寬波信號(hào)PWM3和調(diào)寬波信號(hào)PWM4至編碼器-直流電機(jī)機(jī)組5的電機(jī)兩端來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)高精度、無(wú)級(jí)變速、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中編碼器-直流電機(jī)機(jī)組5將編碼器輸出的編碼器反饋信號(hào)接入至數(shù)字信號(hào)處理器3，形成閉環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型高精度雙向無(wú)級(jí)變速數(shù)字化驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括供電電源(I)、手旋式分壓電阻器(2)、數(shù)字信號(hào)處理器(3)、數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)(4)和編碼器-直流電機(jī)機(jī)組(5); 供電電源(I)提供3.3V電源電壓給手旋式分壓電阻器(2)，手旋式分壓電阻器(2)變換出的控制速度和方向電壓信號(hào)通過(guò)ADC-1n 口接入數(shù)字信號(hào)處理器(3)，作為控制電機(jī)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向的輸入信號(hào)，同時(shí)編碼器-直流電機(jī)機(jī)組(5)的編碼器反饋信號(hào)通過(guò)SCIs-1n口接入數(shù)字信號(hào)處理器(3)作為控制電機(jī)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速和方向的反饋信號(hào)，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器(3)處理發(fā)出調(diào)寬波信號(hào)PWMl和調(diào)寬波信號(hào)PWM2，供電電源(I)同時(shí)將3.3V電壓接入至數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)(4) Enable信號(hào)，數(shù)字化驅(qū)動(dòng)功率級(jí)(4)通過(guò)接收供電電源⑴的48V電壓，將調(diào)寬波信號(hào)PWMl和調(diào)寬波信號(hào)PWM2驅(qū)動(dòng)放大為調(diào)寬波信號(hào)PWM3和調(diào)寬波信號(hào)PWM4，調(diào)寬波信號(hào)PWM3和調(diào)寬波信號(hào)PWM4分別接于電機(jī)的兩端來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)高精度、無(wú)級(jí)變速、穩(wěn)速、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02P7/28GK104467576SQ201410819846
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】杜璧秀, 米陽(yáng), 張玉良, 林兆華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所