專利名稱：多功能雙軸伺服驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
·[0001]本實(shí)用新型涉及一種交流伺服驅(qū)動器，特別涉及一種多功能的雙軸交流伺服驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
交流伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械以及國防裝備的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，工作原理不同的交流異步伺服電機(jī)和交流同步伺服電機(jī)都獲得了廣泛的應(yīng)用。在交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的使用過程中，根據(jù)應(yīng)用場合不同，對交流伺服電機(jī)的要求也不相同。交流異步伺服電機(jī)制造簡單，容易實(shí)現(xiàn)大功率、高轉(zhuǎn)速(比如3000轉(zhuǎn)/每分以上)，制造成本低廉，但是控制復(fù)雜，算法繁瑣，不易實(shí)現(xiàn)高精度控制；交流同步伺服電機(jī)控制簡單，但是不易實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速，適合中低轉(zhuǎn)速(3000轉(zhuǎn)/每分以下)的場合，尤其是交流同步伺服電機(jī)的主要原材料是由稀土制成的永磁磁鋼，使得其造價高昂。尤其是中高功率(3KW以上)的交流同步伺服電機(jī)，造價大大高于交流異步伺服電機(jī)?；谶@些特點(diǎn)，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，交流異步伺服電機(jī)和交流同步伺服電機(jī)都獲得了廣泛的應(yīng)用。比如，通常情況下，數(shù)控機(jī)床的主軸電機(jī)使用功率為3. 7-55KW、轉(zhuǎn)速高達(dá)8000轉(zhuǎn)/分以上的交流異步伺服電機(jī)；而數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給電機(jī)使用功率為O. 4-7. 5KW、轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分以下的交流同步電機(jī)?，F(xiàn)有的技術(shù)中，交流異步電機(jī)伺服系統(tǒng)都是單軸伺服系統(tǒng)，即一臺伺服驅(qū)動器只能控制一臺交流異步伺服電機(jī)。隨著DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)的進(jìn)步，以及對成本控制的要求，已經(jīng)能夠使用單片DSP輔以單片F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)對兩臺電機(jī)進(jìn)行控制。中國專利CN201340542Y公開了一種雙軸驅(qū)動伺服控制系統(tǒng)，其包括交流伺服驅(qū)動器和受所述交流伺服驅(qū)動器控制的第一軸和第二軸，所述交流伺服驅(qū)動器包括用于驅(qū)動所述第一軸和第二軸的雙軸驅(qū)動單元、第一軸編碼器、第二軸編碼器，用于向第一軸和第二軸發(fā)送指令的指令接口，用于接收第一軸輸出信號的第一軸輸出接口和用于接收第二軸輸出信號的第二軸輸出接口。由于其每一個軸只有一個編碼器和一個輸出接口，因此，可以推斷其采用并非是全閉環(huán)控制。中國專利CN201118497Y公開了一種雙電機(jī)同步伺服驅(qū)動器，其包括DSP系統(tǒng)控制模塊和電機(jī)功率驅(qū)動模塊，通過控制接口接成一體；DSP系統(tǒng)控制模塊中數(shù)字信號處理器通過CAN總線接口、RS232接口與上位計(jì)算機(jī)或控制系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時通信，還通過碼盤接口同時連接電機(jī)碼盤，對電機(jī)的閉環(huán)控制；電機(jī)功率驅(qū)動模塊中的開關(guān)電源電路通過電源接口為電機(jī)功率驅(qū)動模塊供電；過流保護(hù)電路、功率驅(qū)動電路通過控制接口與DSP系統(tǒng)控制模塊中的數(shù)字信號處理器通信，功率驅(qū)動電路輸出接過流保護(hù)電路，并與直流電機(jī)連接?，F(xiàn)有上述雙電機(jī)伺服驅(qū)動器存在以下的缺點(diǎn)僅通過設(shè)在電機(jī)軸上的碼盤對電機(jī)軸輸出的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，而對于電機(jī)輸出軸驅(qū)動的機(jī)械執(zhí)行元件不能實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，即不能實(shí)時調(diào)整因傳動機(jī)構(gòu)導(dǎo)致的傳動誤差，因此，其控制精度不高?，F(xiàn)有的雙軸伺服控制器還存在電機(jī)反饋的類型單一，不能適合多種類型的編碼器?？刂颇K與上位機(jī)間沒有通訊接口?？刂颇K的A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路的精度低，不利于上位機(jī)與控制模塊之間數(shù)據(jù)傳送。兩臺被控電機(jī)中因一臺電機(jī)的啟動或制動時，會引起的直流母線電壓波動，從而會引起另一臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動?？刂颇K也沒有與計(jì)算機(jī)通訊的USB接口，不方便產(chǎn)品調(diào)試及參數(shù)設(shè)定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有雙軸伺服驅(qū)動器不能實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，因此控制精度低的問題。本實(shí)用新型的另一目的是解決現(xiàn)有雙軸伺服驅(qū)動器沒有通訊接口的問題。本實(shí)用新型的又一目的是解決現(xiàn)有的雙軸伺服控制器還存在電機(jī)反饋的類型單一的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供了一種多功能雙軸伺服驅(qū)動器，包括一主控制模塊和功率模塊；所述主控制模塊包括數(shù)字信號處理器(DSP)，用于接收上位機(jī)指令；處理I/O數(shù)據(jù)；接收并處理由設(shè)在兩臺被控電機(jī)上的兩個用于測量電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和速度的第一反饋元件反饋的反饋信號；接收并處理功率控制模塊發(fā)出的兩臺被控電機(jī)的電流反饋信號；向兩臺被控電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)；第一可編程邏輯器件，用于接收I/O數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)總線傳送給所述數(shù)字信號處理器(DSP);用于作為接口芯片接收上位機(jī)的脈沖指令；第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路，用于接收兩臺被控電機(jī)上的第一反饋元件的反饋信號，并輸送給所述數(shù)字信號處理器(DSP)；所述功率模塊包括三相交流電源；整流電路，用以將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源；兩個三相逆變單元，分別接收主控制模塊輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)，并將直流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓都可變的三相交流電，用于向兩臺被控電機(jī)提供電力；電流檢測電路，用以分別檢測流過兩臺被控電機(jī)的交流電流，并將兩臺被控電機(jī)的電流反饋到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中；放電單元，用于抑制被控電機(jī)制動時造成的直流母線電壓瞬時升高；其特征在于，該驅(qū)動器還包括第二反饋模塊；所述第二反饋模塊用于接收設(shè)在兩臺被控電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械設(shè)備上的第二反饋元件反饋的信號并傳送給所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器，所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器根據(jù)第一、二反饋信號，向兩臺被控電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)。本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其中，所述第二反饋單元(或模塊)可以為下面四種方案中的任意一種[0027]第一種方案為所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路和正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路，用于將接收到的反饋信號轉(zhuǎn)換為電平信號；所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路的增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件用于接收所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的反饋信號，并將該信號傳送到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中；所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路的正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器中的A/D轉(zhuǎn)換電路連接，所述數(shù)字信號處理器中的A/D轉(zhuǎn)換電路接收所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的反饋信號；第二種方案為所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路為增量編碼器轉(zhuǎn)換電路和正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路，用于將接收到的反饋信號轉(zhuǎn)換為電平信號；單片機(jī)(MCU)，該單片機(jī)(MCU)的正交編碼電路用于接收并處理所述第二反饋增量編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的信號，該單片機(jī)(MCU)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于接收并處理所述第二反饋正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的信號；以及第二可編程邏輯器件，用于接收所述單片機(jī)(MCU)輸出的數(shù)字反饋信號并將該信號傳送到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中；或者，第二種方案為所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路為串行編碼器轉(zhuǎn)換電路，用于將接收到的反饋信號轉(zhuǎn)換為電平信號；第二可編程邏輯器件，用于接收所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的信號，所述第二可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，將串行接口編碼器的信號通過數(shù)據(jù)總線及擴(kuò)展接口輸送給所述數(shù)字信號處理器；或者，第四種方案為所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，為旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換電路，由激磁電路和正余弦信號轉(zhuǎn)換電路組成；單片機(jī)(MCU)，該單片機(jī)(MCU)的脈沖寬度調(diào)制單元用于輸出旋轉(zhuǎn)變壓器的激磁信號；該單片機(jī)(MCU)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將正余弦信號轉(zhuǎn)換電路輸出的正余弦信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；以及第二可編程邏輯器件，用于接收所述單片機(jī)(MCU)輸出的數(shù)字反饋信號并將該信號傳送到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中。[0050]為了方便上位機(jī)與控制單元之間信號傳送，本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器還包括一通訊接口模塊，用于與上位機(jī)連接，傳輸雙向數(shù)據(jù)和指令。作為一種優(yōu)選方式，所述主控制模塊包括第一擴(kuò)展接口 ；所述通訊接口模塊插在主控制模塊的第一擴(kuò)展接口上。作為一種優(yōu)選方式，所述主控制模塊包括第二擴(kuò)展接口 ；所述第二反饋模塊安裝在主控制模塊的第二擴(kuò)展接口上。為了避免直流母線電壓因其中一臺被控電機(jī)啟動或制動時引起波動而對另一臺電機(jī)產(chǎn)生干擾，本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，所述功率模塊還包括直流母線電壓檢測電路，用以檢測直流母線電壓，并將電壓信號傳送到所述數(shù)字信號處理器中，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)檢測到的直流母線電壓調(diào)整輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)。為了提高上位機(jī)與主控制模塊的DSP間傳送信號的精度，本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其中所述主控制模塊還包括A/D及D/A轉(zhuǎn)換電路，用以將上位機(jī)發(fā)出的模擬電壓指令和兩臺被控電機(jī)的電流反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其中所述的第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。當(dāng)然也不排除以后開發(fā)出的新的可編程邏輯器件。其中，所述的第二可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其中所述第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路、正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路、串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路中的至少兩種電路；所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的正交碼盤電路連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的A/D轉(zhuǎn)換電路連接；所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，將串行接口編碼器的信號輸送給所述數(shù)字信號處理器。本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其中所述通訊接口模塊為EtherCat、Profibus-DP, BBFBUS、RS-485, RS-232, Modbus、CAN-open 其中之一。其中，所述主控制模塊中還包括一 USB接口以及一 USB接口模塊，該USB接口模塊，用于數(shù)字信號處理器與計(jì)算機(jī)通信。其中，所述主控制模塊中還包括一顯示單元，用于顯示兩臺被控電機(jī)和伺服驅(qū)動器的工作狀態(tài)，設(shè)定伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)，對伺服驅(qū)動器進(jìn)行手動操作。本實(shí)用新型的多功能雙軸伺服驅(qū)動器的優(yōu)點(diǎn)在于由于，在伺服電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械上設(shè)置了第二反饋元件，并通過第二反饋單元將反饋信號傳送到主控制模塊中，主控制模塊的DSP根據(jù)第一、第二反饋信號，向電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)，從而構(gòu)成位置全閉環(huán)伺服系統(tǒng)，提高了電機(jī)的控制精度。本實(shí)用新型基于上述的技術(shù)方案，可以使用一片DSP芯片控制兩臺電機(jī)，把控制兩臺電機(jī)所需的硬件集成到一個裝置中，共用了諸如功率模塊中的整流電路、電流檢測電路，逆變單元等電路以及機(jī)殼，從而降低了成本，也縮小了裝置的體積。[0065]兩臺被控電機(jī)的第一反饋可以選擇為增量光電編碼器、正余弦編碼器、串行接口編碼器；兩臺被控電機(jī)的第二反饋可以選擇為增量光電編碼器、正余弦編碼器、串行接口編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器，由于其可以通過軟件設(shè)置控制交流異步伺服電機(jī)或交流同步伺服電機(jī)，使其具有廣闊的應(yīng)用范圍；也可以通過選擇不同的通訊接口板，與具有不同通訊方式的上位機(jī)進(jìn)行通訊，并接收諸如脈沖指令、模擬電壓指令、數(shù)字指令等不同的控制指令；因此，本實(shí)用新型的多功能伺服驅(qū)動器具有多種靈活的使用形態(tài)。本實(shí)用新型進(jìn)一步，增加了通訊接口，用于與上位機(jī)連接，傳輸雙向數(shù)據(jù)和指令。通訊接口板優(yōu)選安裝在主控制模塊上的第一擴(kuò)展接口上。本實(shí)用新型的功率模塊進(jìn)一步增加了直流母線電壓檢測電路，用以檢測直流母線電壓，用于消除其中一臺被控電機(jī)啟動或制動時引起的直流母線電壓波動對另一臺電機(jī)的干擾。本實(shí)用新型所述主控制模塊中增加了 A/D及D/A轉(zhuǎn)換電路，用以將上位機(jī)發(fā)出的模擬電壓指令和兩臺被控電機(jī)的電流反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。提高了上位機(jī)與控制模塊之間數(shù)據(jù)傳送的精度。

圖I是本實(shí)用新型多功能伺服驅(qū)動器的實(shí)施例一的電路框圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的第一反饋接口電路框圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的第二反饋模塊框圖。圖4是本實(shí)用新型多功能伺服驅(qū)動器的實(shí)施例二的電路框圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二的第一反饋接口電路框圖。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二的第二反饋模塊框圖。圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例三的第二反饋模塊框圖。圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例四的第二反饋模塊框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，用具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明。實(shí)施例一，如圖1-3所示，本實(shí)施例的多功能雙軸伺服驅(qū)動器包括主控制模塊10、功率模塊20。本實(shí)施例中，主控制模塊10包括數(shù)字信號處理器(DSP) 101 ;第一可編程邏輯器件，本實(shí)施例為復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD) 102 ;第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103 (或稱第一反饋接口電路)；第二反饋模塊70 (或稱第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路/第二反饋接口電路)。其中，所述的數(shù)字信號處理器(DSP) 101 :采用型號為TMS320F335的DSP芯片；該數(shù)字信號處理器(DSP) 101為主處理芯片，數(shù)字信號處理器(DSP) 101通過外接數(shù)據(jù)總線50與復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD) 102連接，用以處理I/O數(shù)據(jù)，用以接收上位機(jī)100的脈沖指令；數(shù)字信號處理器(DSP) 101通過自身的正交編碼器電路1012接收第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103的增量編碼器的信號，用以測量電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)的轉(zhuǎn)速；數(shù)字信號處理器(DSP) 101通過運(yùn)算得出兩臺被控電機(jī)的各自的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)，經(jīng)數(shù)字信號處理器(DSP) 101的事件管理器單元1014控制對應(yīng)的功率模塊20的逆變單元203，也稱三相逆變橋。作為另一種選擇，當(dāng)設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的第一反饋元件30的編碼器是正余弦編碼器時，數(shù)字信號處理器(DSP) 101還可以通過自身的A/D轉(zhuǎn)換單元1013將第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103的正余弦編碼器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進(jìn)行細(xì)分計(jì)算，用以測量電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)的轉(zhuǎn)速；本實(shí)施例所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其中，所述復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)102，與數(shù)字信號處理器(DSP) 101連接；與通用I/O單元連接，用以接收I/O數(shù)據(jù)，并進(jìn)行邏輯控制；在上位機(jī)100發(fā)出的指令為脈沖指令時復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD) 102作為接口芯片接收上位機(jī)100的脈沖指令并計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，輸入到數(shù)字信號處理器(DSP) 101中；復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)102用于接收所述第二反饋的增量編碼器轉(zhuǎn)換電路7021輸出的信號，并將該信號傳送到所述主控制模塊10的數(shù)字信號處理器(DSP) 101中；如圖2所示框圖，本實(shí)施例的第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103由兩部分電路組成±曾量編碼器轉(zhuǎn)換電路1031和正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路1032，可以根據(jù)兩臺被控電機(jī)安裝的編碼器類型而選擇其中的一種電路，所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路1031與所述數(shù)字信號處理器(DSP)IOl的正交編碼器電路1012連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路1032與所述數(shù)字信號處理器101的A/D轉(zhuǎn)換單元(電路)1013連接。第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103既包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路1031，又包括正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路1032，其可以增加用戶的可選擇性，也增加了本實(shí)用新型所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器的通用性。本實(shí)施例中的伺服驅(qū)動器，其中所述的功率模塊20，或稱主回路模塊包括三相交流電源201，整流電路202，兩個三相逆變單元203，兩個電流檢測電路204，直流母線電壓檢測電路205和放電單元206 ；其中，整流電路202為橋式全波整流，用以將交流電源201轉(zhuǎn)換成直流電源；其中，兩個三相逆變單元203——三相逆變橋，用以為兩臺被控電機(jī)提供電力，分別受控于主控制模塊10輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)，將直流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓都可變的三相交流電；其中，電流檢測電路204，用以分別檢測流過兩臺被控電機(jī)的交流電流，并輸入到主控制模塊10的數(shù)字信號處理器(DSP) 101中；直流母線電壓檢測電路205，用以檢測直流母線電壓，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路106轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，輸入到數(shù)字信號處理器(DSP) 101中；放電單元206，用于抑制被控電機(jī)制動時造成的直流母線電壓瞬時升高；本實(shí)施例的特點(diǎn)在于，其還包括第二反饋模塊70，在兩臺被控電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械設(shè)備上設(shè)有第二反饋元件40，用于檢測兩臺電機(jī)所驅(qū)動的機(jī)械設(shè)備的位置，所述第二反饋模塊70用于接收所述第二反饋元件40反饋的信號并傳送給所述主控制模塊10的數(shù)字信號處理器(DSP) 101中，所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器(DSP) 101根據(jù)第一、二反饋信號，向兩臺被控電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)。本實(shí)施例中，如圖3所示，該第二反饋模塊70包括第二反饋接口 701，用于連接第二反饋元件40 ;第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702，由兩部分電路組成增量編碼器轉(zhuǎn)換電路7021和正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路7022，可以根據(jù)機(jī)械設(shè)備上安裝的第二反饋元件類型而選擇其中的一種電路；[0093]機(jī)械設(shè)備上安裝的第二反饋元件40為增量編碼器時，主控制模塊10中的所述復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD) 102，用于接收所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路7021輸出的信號，并將該信號傳送到所述主控制模塊10的數(shù)字信號處理器(DSP) 101中；機(jī)械設(shè)備上安裝的第二反饋元件40為正余弦編碼器時，正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路7022連接到數(shù)字信號處理器(DSP) 101的自身的A/D轉(zhuǎn)換單元1013，由數(shù)字信號處理器(DSP) 101計(jì)算出與兩臺被控電機(jī)連接的負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)動角度或位移。本實(shí)施例所述的伺服驅(qū)動器，由于增加了第二反饋模塊，從而實(shí)現(xiàn)了全閉環(huán)控制，提高了控制精度。作為上述實(shí)施例的另一優(yōu)選方式，其中，所述的主控制模塊10可以增設(shè)A/D及D/A轉(zhuǎn)換電路106、107，通過數(shù)字信號處理器(DSP) 101的多通道緩沖接口(McBSP) 1011與數(shù)字信號處理器(DSP)IOl連接，用以將上位機(jī)100發(fā)出的模擬電壓轉(zhuǎn)速指令和兩臺被控電機(jī)的電流反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；并將通過設(shè)定參數(shù)選擇兩臺被控電機(jī)的各種狀態(tài)量轉(zhuǎn)化為模擬量輸出，用于監(jiān)控。采用獨(dú)立的A/D及D/A轉(zhuǎn)換電路106、107，有利于提高傳輸數(shù)據(jù)的精度。該主控制模塊10還可以進(jìn)一步包括一顯示單元109，顯示單元109由液晶顯示器或七段LED顯示器和按鍵組成，通過數(shù)字信號處理器(DSP) 101的GPIO管腳與數(shù)字信號處理器(DSP)IOl相連，用于顯示兩臺被控電機(jī)和伺服驅(qū)動器的工作狀態(tài)，設(shè)定伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)，對伺服驅(qū)動器進(jìn)行手動操作。本實(shí)施例的主控制模塊還可以進(jìn)一步包括一 USB接口 110以及一 USB接口模塊108，該USB接口模塊(電路)108通過數(shù)據(jù)總線50與數(shù)字信號處理器(DSP) 101相連，用于數(shù)字信號處理器(DSP) 101與計(jì)算機(jī)通信。在計(jì)算機(jī)上用以產(chǎn)品調(diào)試、參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)采集。實(shí)施例二，如圖4-6所示，本實(shí)用新型的多功能雙軸伺服驅(qū)動器包括主控制模塊
10、功率模塊20、通訊接口模塊60和第二反饋模塊70。其中，主控制模塊10包括數(shù)字信號處理器(DSP)IOl ;第一可編程邏輯器件，本實(shí)施例為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 102’;第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103 (或稱第一反饋接口電路);兩個擴(kuò)展接口 第一、第二擴(kuò)展接口 104、105 ;A/D及D/A轉(zhuǎn)換電路106、107 ;USB接口模塊(電路)108 ;顯示單元109。在本實(shí)施例中，數(shù)字信號處理器(DSP) 101的型號為TMS28F335，是帶有數(shù)據(jù)總線50的數(shù)字信號處理器(DSP) 101。其中，所述的數(shù)字信號處理器(DSP) 101為主處理芯片，數(shù)字信號處理器(DSP) 101通過外接數(shù)據(jù)總線50與現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)102’連接，用以處理I/O數(shù)據(jù)、串行接口的第一編碼器數(shù)據(jù)、上位機(jī)100的脈沖指令；數(shù)字信號處理器(DSP) 101通過自身的多通道緩沖接口(McBSP) 1011與A/D及D/A轉(zhuǎn)換電路106、107連接，用以接收上位機(jī)100的模擬電壓指令和電機(jī)電流反饋信號，并以模擬電壓方式輸出任意一臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號；數(shù)字信號處理器(DSP) 101通過自身的正交編碼器電路1012接收第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103的增量編碼器的信號，用以測量電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)的轉(zhuǎn)速；數(shù)字信號處理器(DSP)IOl通過自身的A/D轉(zhuǎn)換單元1013將第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103的正余弦編碼器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進(jìn)行細(xì)分計(jì)算；數(shù)字信號處理器(DSP)IOl通過運(yùn)算得出兩臺被控電機(jī)的各自的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)，經(jīng)數(shù)字信號處理器(DSP)IOl的事件管理器單元1014控制對應(yīng)的功率模塊20的逆變單元203。其中，所述現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 102’ 通過數(shù)據(jù)總線50與數(shù)字信號處理器(DSP) 101接口；與通用I/O單元連接，用以接收I/O數(shù)據(jù)，并進(jìn)行邏輯控制；當(dāng)?shù)谝环答佋?0為串行接口編碼器時，用以作為接口芯片連接兩臺被控電機(jī)的各自的串行接口編碼器，即第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103的串行接口編碼器連接該現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)102’，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)輸入到數(shù)字信號處理器(DSP)IOl ;當(dāng)在第一反饋接口電路103為串行接口編碼器時，通過更改現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 102’的程序，可以與具有不同的通訊協(xié)議(比如ENDAT2. 2,Hiperface,BiSS,SSI)的串行接口編碼器連接；在上位機(jī)100發(fā)出的指令為脈沖指令時，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 102’作為接口芯片接收上位機(jī)100的脈沖指令并計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，輸入到數(shù)字信號處理器(DSP)IOl中。如圖5所示，本實(shí)施例的第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103由三部分電路組成增量編碼器轉(zhuǎn)換電路1031、正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路1032和串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路1033，可以根據(jù)兩臺被控電機(jī)安裝的反饋元件類型而選擇其中的反饋信號轉(zhuǎn)換電路，該三個反饋信號轉(zhuǎn)換電路分別用于連接增量光電編碼器、正余弦編碼器、串行接口編碼器。所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路1031與所述數(shù)字信號處理器(DSP)IOl的正交編碼器電路1012連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路1032與所述數(shù)字信號處理器(DSP)IOl的A/D轉(zhuǎn)換單元(電路)1013連接。串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路1033與現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 102’連接，即該現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 102’作為接口芯片與所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路1033連接，將串行接口編碼器的信號輸送給所述數(shù)字信號處理器(DSP) 101。該主控制模塊10還包括A/D及D/A轉(zhuǎn)換電路106、107，通過數(shù)字信號處理器(DSP)IOl的多通道緩沖接口(McBSP) 1011與數(shù)字信號處理器(DSP)IOl連接，用以將上位機(jī)100發(fā)出的模擬電壓轉(zhuǎn)速指令和兩臺被控電機(jī)的電流反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；并將通過設(shè)定參數(shù)選擇兩臺被控電機(jī)的各種狀態(tài)量轉(zhuǎn)化為模擬量輸出，用于監(jiān)控。該主控制模塊10還包括一 USB接口 110以及一 USB接口模塊108，該USB接口模塊(電路)108通過數(shù)據(jù)總線50與數(shù)字信號處理器(DSP) 101相連，用于數(shù)字信號處理器(DSP)IOl與計(jì)算機(jī)通信。在計(jì)算機(jī)上用以產(chǎn)品調(diào)試、參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)采集。該主控制模塊10還包括一顯示單元109,顯示單元109由液晶顯示器或七段LED顯示器和按鍵組成，通過數(shù)字信號處理器(DSP)IOl的GPIO管腳與數(shù)字信號處理器(DSP)IOl相連，用來顯示兩臺被控電機(jī)和伺服驅(qū)動器的各種工作狀態(tài)，設(shè)定伺服驅(qū)動器的各種數(shù)據(jù)，并可以對伺服驅(qū)動器進(jìn)行手動操作。該伺服驅(qū)動器所述的功率模塊20，即主回路模塊包括三相交流電源201 ;整流電路202，兩個三相逆變單元203，電流檢測電路204，直流母線電壓檢測電路205以及放電單元206 (能耗制動單元)；其中整流電路202為橋式全波整流，用以將交流電源201轉(zhuǎn)換成直流電源；兩個三相逆變單元203—三相逆變橋，用以為兩臺被控電機(jī)提供電力，分別受控于主控制模塊10輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)，將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率和電壓都可變的三相交流電；[0114]電流檢測電路204，用以分別檢測流過兩臺被控電機(jī)的交流電流，并通過A/D轉(zhuǎn)換電路106轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，輸入到數(shù)字信號處理器(DSP) 101中。直流母線電壓檢測電路205，用以檢測直流母線電壓，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路106轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，輸入到數(shù)字信號處理器(DSP) 101中。放電單元206，用于抑制被控電機(jī)制動時造成的直流母線電壓瞬時升高。該驅(qū)動器還包括一通訊接口模塊60和第二反饋模塊70 :通訊接口模塊60和第二反饋模塊70分別安裝在所述主控制模塊10的兩個擴(kuò)展接口 104、105上，其中第一擴(kuò)展接口 104，用于插設(shè)通訊接口模塊60，該通訊接口模塊60用于與上位機(jī)100連接，傳輸雙向數(shù)據(jù)和指令。第二擴(kuò)展接口 105，用以安裝第二反饋模塊70，該第二反饋模塊70通過數(shù)據(jù)總線50與數(shù)據(jù)信號處理器(DSP) 101連接，作為兩臺被控電機(jī)的全閉環(huán)反饋信號。顯然，第一、第二擴(kuò)展接口是可以互換位置的。其中，安裝在主控制模塊10上的第一擴(kuò)展接口 104上通訊接口模塊60，通過數(shù)據(jù)總線50與數(shù)字信號處理器(DSP) 101連接，用以與上位機(jī)100連接，傳輸雙向數(shù)據(jù)和指令；通訊接口模塊60根據(jù)不同的通訊原理具有不同的形式，可以選擇為EtherCat、Profibus-DP、BBFBUS, RS-485, RS-232、Modbus、CAN-open 之一。根據(jù)具有不同通訊形式的上位機(jī)100，選擇相應(yīng)的通訊接口板與之通訊。如圖6所示，其中，所述的第二反饋模塊70包括第二反饋接口 701，用于連接第二反饋元件40 ；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702，由增量編碼器轉(zhuǎn)換電路7021和正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路7022，用于將接收到的反饋信號轉(zhuǎn)換為電平信號；當(dāng)?shù)诙答佋?0為增量編碼器時，增量編碼器轉(zhuǎn)換電路7021連接到單片機(jī)(MCU)703的正交編碼器電路7031 ;當(dāng)?shù)诙答佋?0為正余弦編碼器時，正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路7022連接到單片機(jī)(MCU)703的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元7032，并將正余弦信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；單片機(jī)(MCU) 703，通過計(jì)算得出被控機(jī)械的位置，并將這些數(shù)據(jù)以串行數(shù)據(jù)的方式輸出到第二可編程邏輯器件704 ;以及第二可編程邏輯器件704，本實(shí)施例，該第二可編程邏輯器件704為復(fù)雜可編程邏輯器件——CPLD芯片用于接收單片機(jī)(MCU)703輸出的串行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)總線將該信號傳送到所述主控制模塊10 (或稱主控板)的數(shù)字信號處理器(DSP)IOl中。應(yīng)說明的是，所述交流伺服電機(jī)可以為交流異步伺服電機(jī)和/或交流同步伺服電機(jī)，通過設(shè)定不同的參數(shù)，可以分別控制交流異步伺服電機(jī)或交流同步伺服電機(jī)。工作時，通過設(shè)在兩臺電機(jī)軸上(一臺交流異步伺服電機(jī)和一臺交流同步電機(jī))的第一反饋元件30檢測兩臺電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)的轉(zhuǎn)速；設(shè)在兩臺電機(jī)所驅(qū)動的機(jī)械上的第二反饋元件40檢測兩臺電機(jī)所驅(qū)動的機(jī)械的位置，第一反饋元件30和第二反饋元件40分別與第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路103和第二反饋模塊70的第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702連接。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于增加了第二反饋模塊70，用于接收設(shè)在在伺服電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械上的第二反饋元件40的信號，并通過第二反饋模塊70將反饋信號傳送到主控制模塊10中，主控制模塊10的數(shù)字信號處理器(DSP)根據(jù)第一、第二反饋信號，向電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)，從而構(gòu)成位置全閉環(huán)伺服系統(tǒng)，提高了電機(jī)的控制精度。本實(shí)用新型基于上述的技術(shù)方案，可以使用一片數(shù)字信號處理器(DSP)控制兩臺電機(jī)，把控制兩臺電機(jī)所需的硬件集成到一個裝置中，共用了諸如功率模塊中的整流電路、電流檢測電路，逆變單元、通訊模塊、人機(jī)接口單元、放電電路等電路以及機(jī)殼，從而降低了成本，也縮小了裝置的體積。實(shí)施例三，與實(shí)施例二不同之處為其中第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路為串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路，如圖7所示。本實(shí)施例的第二反饋模塊70包括第二反饋接口 701，第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702和第二現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 704’。其中，第二反饋接口 701，用于連接第二反饋元件40 ；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702，為串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路；第二現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 704’，所述第二現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 704’與所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路702連接，并將接收到的串行信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過數(shù)據(jù)總線50輸送給所述主控制模塊10的數(shù)字信號處理器(DSP) 101。需要說明的是，通過更改第二現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)704’的程序，第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702可以與具有不同的通訊協(xié)議(比如ENDAT2. 2、Hiperface, BiSS, SSI)的串行接口編碼器連接；實(shí)施例四，與實(shí)施例二不同之處其中第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702為旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換電路，如圖8所示。本實(shí)施例的第二反饋模塊70包括第二反饋接口 701，第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702，單片機(jī)(MCU) 703和第二可編程邏輯器件704。第二反饋接口 701，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路702，為旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換電路，由激磁電路7023和正余弦信號轉(zhuǎn)換電路7024組成；單片機(jī)(MCU)703，所述單片機(jī)(MCU)703的脈沖寬度調(diào)制單元7033用于輸出旋轉(zhuǎn)變壓器的激磁信號；所述單片機(jī)(MCU) 703的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元7032用于將正余弦信號轉(zhuǎn)換電路7024輸出的正余弦信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；所述單片機(jī)(MCU)703，通過計(jì)算得出被控機(jī)械的位置，并將這些數(shù)據(jù)以串行數(shù)據(jù)的方式輸出到第二可編程邏輯器件704 ;以及第二可編程邏輯器件704，本實(shí)施例中為復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD芯片，用于接收單片機(jī)(MCU) 703輸出的串行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)總線50將該信號傳送到所述主控制模塊10的數(shù)字信號處理器(DSP)IOl中。顯然，本實(shí)施例中的第二可編程邏輯器件704還可以選用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。以上實(shí)施例對發(fā)明而言只是說明性而非限制性的，本實(shí)用新型旨在提供一種雙軸伺服驅(qū)動器包括，主要是增加了第二反饋模塊，從而實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，例如改變數(shù)字信號處理器的型號，改變第一、第二編碼器電路，都將落入到本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種多功能雙軸伺服驅(qū)動器,包括一主控制模塊和功率模塊；所述主控制模塊包括數(shù)字信號處理器，用于接收上位機(jī)指令；處理I/O數(shù)據(jù)；接收并處理由設(shè)在兩臺被控電機(jī)上的兩個用于測量電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和速度的第一反饋元件反饋的反饋信號；接收并處理功率控制模塊發(fā)出的兩臺被控電機(jī)的電流反饋信號；向兩臺被控電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號;第一可編程邏輯器件，用于接收I/o數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)總線傳送給所述數(shù)字信號處理器；用于作為接口芯片接收上位機(jī)的脈沖指令；第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路，用于接收兩臺被控電機(jī)上的第一反饋元件的反饋信號，并輸送給所述數(shù)字信號處理器；所述功率模塊包括三相交流電源；整流電路，用以將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源；兩個三相逆變單元，分別接收主控制模塊輸出的脈沖寬度調(diào)制信號，并將直流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓都可變的三相交流電，用于向兩臺被控電機(jī)提供電力；電流檢測電路，用以分別檢測流過兩臺被控電機(jī)的交流電流，并將兩臺被控電機(jī)的電流反饋到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中；放電單元，用于抑制被控電機(jī)制動時造成的直流母線電壓瞬時升高；其特征在于，該驅(qū)動器還包括第二反饋模塊；所述第二反饋模塊用于接收設(shè)在兩臺被控電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械設(shè)備上的第二反饋元件反饋的信號并傳送給所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器，所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器根據(jù)第一、二反饋信號，向兩臺被控電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于，所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路和正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路，用于將接收到的反饋信號轉(zhuǎn)換為電平信號；所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路的增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件用于接收所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的反饋信號，并將該信號傳送到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中；所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路的正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器中的A/D轉(zhuǎn)換電路連接，所述數(shù)字信號處理器中的A/D轉(zhuǎn)換電路接收所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的反饋信號；或者，所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路和正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路，用于將接收到的反饋信號轉(zhuǎn)換為電平信號；單片機(jī)，該單片機(jī)的正交編碼電路用于接收并處理所述第二反饋增量編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的信號，該單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于接收并處理所述第二反饋正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的信號；以及第二可編程邏輯器件，用于接收所述單片機(jī)輸出的數(shù)字反饋信號并將該信號傳送到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中；或者，所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，所述第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路為串行編碼器轉(zhuǎn)換電路，用于將接收到的反饋信號轉(zhuǎn)換為電平信號；第二可編程邏輯器件，用于接收所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路輸出的信號，所述第二可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列，將串行接口編碼器的信號通過數(shù)據(jù)總線及擴(kuò)展接口輸送給所述數(shù)字信號處理器；或者，所述第二反饋模塊包括第二反饋接口，用于連接第二反饋元件；第二反饋信號轉(zhuǎn)換電路，為旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換電路，由激磁電路和正余弦信號轉(zhuǎn)換電路組成；單片機(jī)，該單片機(jī)的脈沖寬度調(diào)制單元用于輸出旋轉(zhuǎn)變壓器的激磁信號；該單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將正余弦信號轉(zhuǎn)換電路輸出的正余弦信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；以及第二可編程邏輯器件，用于接收所述單片機(jī)輸出的數(shù)字反饋信號并將該信號傳送到所述主控制模塊的數(shù)字信號處理器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于該驅(qū)動器還包括一通訊接口模塊，用于與上位機(jī)連接，傳輸雙向數(shù)據(jù)和指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述主控制模塊包括第一擴(kuò)展接口 ；所述通訊接口模塊插在主控制模塊的第一擴(kuò)展接口上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-2其中任一項(xiàng)所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述主控制模塊包括第二擴(kuò)展接口 ；所述第二反饋模塊安裝在主控制模塊的第二擴(kuò)展接口上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-2其中任一項(xiàng)所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述功率模塊還包括直流母線電壓檢測電路，用以檢測直流母線電壓，并將電壓信號傳送到所述數(shù)字信號處理器中，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)檢測到的直流母線電壓調(diào)整輸出的脈沖寬度調(diào)制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-2其中任一項(xiàng)所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述主控制模塊還包括A/D轉(zhuǎn)換電路及D/A轉(zhuǎn)換電路，用以將上位機(jī)發(fā)出的模擬電壓指令和兩臺被控電機(jī)的電流反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-2其中任一項(xiàng)所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述的第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列或復(fù)雜可編程邏輯器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述的第二可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列或復(fù)雜可編程邏輯器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-2其中任一項(xiàng)所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路、正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路、串行接口編碼器 轉(zhuǎn)換電路中的至少兩種電路；所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的正交碼盤電路連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的A/D轉(zhuǎn)換電路連接；所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列，將串行接口編碼器的信號輸送給所述數(shù)字信號處理器。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路、正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路、串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路中的至少兩種電路；所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的正交碼盤電路連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的A/D轉(zhuǎn)換電路連接；所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列，將串行接口編碼器的信號輸送給所述數(shù)字信號處理器。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路、正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路、串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路中的至少兩種電路；所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的正交碼盤電路連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的A/D轉(zhuǎn)換電路連接；所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列，將串行接口編碼器的信號輸送給所述數(shù)字信號處理器。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路、正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路、串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路中的至少兩種電路；所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的正交碼盤電路連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的A/D轉(zhuǎn)換電路連接；所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列，將串行接口編碼器的信號輸送給所述數(shù)字信號處理器。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路包括增量編碼器轉(zhuǎn)換電路、正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路、串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路中的至少兩種電路；所述增量編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的正交碼盤電路連接；所述正余弦編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)字信號處理器的A/D轉(zhuǎn)換電路連接；所述串行接口編碼器轉(zhuǎn)換電路與所述第一可編程邏輯器件連接，所述第一可編程邏輯器件為現(xiàn)場可編程門陣列，將串行接口編碼器的信號輸送給所述數(shù)字信號處理器。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述通訊接口模塊為EtherCat、Profibus-DP、BBFBUS、RS-485、RS-232、Modbus、CAN-open 其中之一。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述通訊接口模塊為EtherCat、Profibus-DP、BBFBUS、RS-485、RS-232、Modbus、CAN-open 其中之一。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-2其中任一項(xiàng)所述的多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其特征在于所述主控制模塊中還包括一 USB接口以及一 USB接口模塊，該USB接口模塊，用于數(shù)字信號處理器與計(jì)算機(jī)通信。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多功能雙軸伺服驅(qū)動器，其包括主控制模塊和功率模塊；所述主控制模塊包括數(shù)字信號處理器(DSP)，第一可編程邏輯器件，第一反饋信號轉(zhuǎn)換電路；所述功率模塊包括三相交流電源，整流電路，兩個三相逆變單元，電流檢測電路，該驅(qū)動器還包括第二反饋模塊；第二反饋模塊用于接收設(shè)在兩臺被控電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械設(shè)備上的第二反饋元件反饋的信號并傳送給主控制模塊的數(shù)字信號處理器，主控制模塊的數(shù)字信號處理器根據(jù)第一、二反饋信號，向兩臺被控電機(jī)發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)。該驅(qū)動器可以分別控制兩臺交流異步伺服電機(jī)和/或交流同步伺服電機(jī)，并具有兩臺電機(jī)協(xié)調(diào)同步功能；所控制的電機(jī)可接入第一反饋和第二反饋，以構(gòu)成位置全閉環(huán)伺服系統(tǒng)，從而提高控制精度。
文檔編號G05B19/414GK202771219SQ201220205780
公開日2013年3月6日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者周立純 申請人:周立純