一種直驅式平面電機控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于直驅式平面電機的相關設備技術領域，涉及直驅式平面電機控制方向，具體涉及一種直驅式平面電機控制器。
【背景技術】
[0002]目前在我國高精度制造行業(yè)中，為了實現(xiàn)設備或儀器的平面運動，一般采用X-Y控制臺。這樣的控制臺通常都是將旋轉電機的旋轉運動，通過齒輪或者絲杠轉換為直線或者平面運動。由于采用了齒輪或絲杠這樣的轉換環(huán)節(jié)，大大降低了系統(tǒng)的控制精度。直驅式平面電機就是一種無需中間裝換環(huán)節(jié)，直接實現(xiàn)二維平面運動的電機，但是針對該電機的理論研究甚多，硬件設計很少。鑒于此，需要設計一種電機控制器的硬件電路，在實際應用中實現(xiàn)電機的平面運動。

【發(fā)明內容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提出一種直驅式平面電機控制器，通過檢測電機的當前位置和電流大小，比較給定位置與當前位置計算輸出電流大小，驅動電機動子到達指定位置，解決了現(xiàn)有技術中電機控制器結構復雜的問題，具有穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，總體結構簡單，運行可靠，不用中間轉換環(huán)節(jié)，直接實現(xiàn)電機二維平面運動。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:一種直驅式平面電機控制器，所述直驅式平面電機控制器包括輸入模塊、控制模塊、電流檢測模塊、功率轉換模塊、位置檢測模塊和顯示模塊，輸入模塊連接控制模塊并將通過輸入模塊輸入的信號發(fā)送到控制模塊，電流檢測模塊連接在平面電機上用來檢測平面電機的電流，位置檢測模塊連接平面電機用來檢測平面電機的位置，電流檢測模塊連接控制模塊并輸入檢測到的信號到控制模塊，位置檢測模塊連接控制模塊并輸入檢測到的信號到控制模塊，控制模塊連接功率轉換模塊，功率轉換模塊連接平面電機并根據(jù)控制模塊的指令輸出電流值到平面電機，顯示模塊連接控制模塊并根據(jù)控制模塊的指令顯示信息。
[0005]上述控制器中，所述位置檢測模塊采用多個直線光柵傳感器，直線光柵傳感器安裝在平面電機內部設有的定子X和Y方向上用來檢測平面電機內部設有的動子X和Y方向的位移，直線光柵傳感器連接在控制模塊上并將檢測到平面電機的位置信息發(fā)送到控制模塊。所述電流檢測模塊包括霍爾傳感器、DC轉換單元和A/D轉換單元，霍爾傳感器連接在平面電機上用來平面電機的電流值，DC轉換單元連接霍爾傳感器用來將霍爾傳感器的輸出電流值轉換成0?5V內的直流模擬信號，A/D轉換單元連接DC轉換單元用來將DC轉換單元的輸出信號轉換成數(shù)字信號，A/D轉換單元的輸出端連接控制模塊并將電流檢測模塊的輸出值輸入到控制模塊。所述功率轉換模塊包括分電源和Η橋電路，分電源是200V直流電源，分電源連接Η橋電路，Η橋電路的輸出端連接平面電機。所述輸入模塊是4*4矩陣鍵盤。所述顯示模塊是LED液晶顯示器，LED液晶顯示器連接到控制模塊并根據(jù)控制的輸出指令顯示信息。所述控制模塊包括增強型捕捉定時器、PWM單元、定時器和串行接口，增強型捕捉定時器連接直線光柵傳感器的輸出端用來讀取直線光柵傳感器的脈沖信號，增強型捕捉定時器、PWM單元、定時器和串行接口均連接在控制模塊上，控制模塊通過串行接口連接輸入模塊、電流檢測模塊、功率轉換模塊和位置檢測模塊。所述控制模塊采用MC9S12DP256的控制芯片。所述直驅式平面電機控制器包括還包括I/O外設擴展接口，控制模塊連接I/O外設擴展接口，通過I/O外設擴展接口連接直驅式平面電機控制器設置的外設部件。
[0006]本實用新型有益效果是:本實用新型提供一種直驅式平面電機控制器，控制系統(tǒng)采用MC9S12DP256芯片，總電源模塊包括5V直流電源給控制器供電，鍵盤和LED液晶顯示器用來提供位置指令和當前位置顯示，直線光柵傳感器、電流檢測模塊用來檢測電機動子位置和動子電流大小；功率轉換模塊采用200V直流電源的Η橋電路給電機提供驅動，MC9S12DP256芯片的硬件電路設計，具有成本低廉，結構簡單，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，直驅式平面電機控制器總體結構簡單，運行可靠，不用中間轉換環(huán)節(jié)，直接實現(xiàn)電機二維平面運動。
【附圖說明】
[0007]下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0008]圖1是本實用新型的【具體實施方式】的直驅式平面電機控制器的工作框圖。
[0009]圖2是本實用新型的【具體實施方式】的直驅式平面電機控制器的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0010]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本實用新型的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本實用新型的發(fā)明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0011]一種直驅式平面電機控制器，其工作框圖如圖1所示，直驅式平面電機控制器包括總電源、輸入模塊、控制模塊、電流檢測模塊、功率轉換模塊、位置檢測模塊和顯示模塊，總電源連接控制模塊為直驅式平面電機控制器供電，輸入模塊連接到控制模塊的輸入端，電流檢測模塊和位置檢測模塊的輸入端連接在平面電機上，電流檢測模塊和位置檢測模塊的輸出端連接到控制模塊，控制模塊的輸出端連接功率轉換模塊的輸入端，功率轉換模塊的輸入端連接平面電機，控制模塊的輸出端連接顯示模塊。
[0012]總電源模塊采用5V直流電源給控制器供電，輸入模塊是4*4矩陣鍵盤，輸入指定平面電機的位置信息，由輸入模塊發(fā)送到控制模塊。電流檢測模塊用來檢測平面電機的電流，主要檢測平面電機的動子電流大小，電流檢測模塊包括霍爾傳感器、DC轉換單元和A/D轉換單元，霍爾傳感器連接在平面電機上用來平面電機的電流值，DC轉換單元連接霍爾傳感器用來將霍爾傳感器的輸出電流值轉換成0?5V內的直流模擬信號，A/D轉換單元連接DC轉換單元用來將DC轉換單元的輸出信號轉換成數(shù)字信號，A/D轉換單元的輸出端連接控制模塊并將電流檢測模塊的輸出值輸入到控制模塊。位置檢測模塊用來檢測平面電機的當前位置，位置檢測模塊采用多個直線光柵傳感器，直線光柵傳感器分別安裝在平面電機內部設有的定子X和Y方向上的X軸光柵尺和Y軸光柵尺上，檢測平面電機內部設有的動子在X和Y方向的位移，直線光柵傳感器連接在控制模塊上并將檢測到平面電機的當前動子位置信息發(fā)送到控制模塊。
[0013]控制模塊采用MC9S12DP256的控制芯片，具有成本低廉，結構簡單，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點?？刂颇K包括增強型捕捉定時器(ECT)、PWM單元、定時器和串行接口，增強型捕捉定時器連接直線光柵傳感器的輸出端，增強型捕捉定時器主要用來讀取直線光柵傳感器的脈沖信號，增強型捕捉定時器、PWM單元、定時器和串行接口均連接在控制模塊上?？刂颇K根據(jù)接收到的檢測數(shù)據(jù)信息和輸入模塊輸入的指定平面電機的位置指令，比較指定的位置指令與檢測到的當前位置指令，利用力分配函數(shù)得出不同位置和平面電機生成的不同電磁推力下的電流值，控制模塊根據(jù)不同電流值由PWM單元產(chǎn)生6路占空比不同的PWM信號，控制模塊產(chǎn)生的PWM信號輸入到功率轉換模塊，經(jīng)過功率轉換模塊得出平面電機的輸入電流值，驅動電機動子到達指定位置?？刂颇K通過串行接口連接輸入模塊、電流檢測模塊、