專利名稱：基于dsp的轉臺速率控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及速率控制領域，具體的說，是基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)。
背景技術：
轉臺適用于船舶工程領域，可讓系泊在單點系泊裝置上的船舶按封閉特性進行旋轉，也可稱之為回轉工作臺，可以被旋轉到任意位置并固定在該位置，是一種用于監(jiān)控行業(yè)的精密設備。對于現(xiàn)有的轉臺速率控制系統(tǒng)而言，常采用邏輯電路、單片機控制或由計算機參與控制，多存在系統(tǒng)集成度低、運算速度低等缺點，對于許多大型船舶設備，當由計算機控制多軸轉臺的每個軸工作時，大大提高了系統(tǒng)的復雜性，安裝與維修均十分不便，而在此基礎上，本實用新型提出了一種基于DSP轉臺速率控制系統(tǒng)，具有更好的實用性，更滿足了船舶等設備高精密速率的工作要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，本實用新型采用數(shù)字信號處理器(DSP)以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的設計，較現(xiàn)有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴展更容易、數(shù)字信號處理能力強等諸多優(yōu)點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領域中，實用性強。本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn):基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，包括與轉臺的力矩電機相連的計算機，為克服現(xiàn)有邏輯電路、單片機控制或計算機參與控制等方式的不足，本實用新型還包括與計算機相連接的數(shù)字信號處理器(DSP)以及設于力矩電機上的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，所述的力矩電機通過數(shù)字信號處理器連接在計算機上，所述的現(xiàn)場可編程門陣列與數(shù)字信號處理器相連接，在實際應用過程中，DSP具有運算速度高、數(shù)字信號處理能力強、功能豐富等優(yōu)勢，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)領域等高精密速率的工作要求，實用性更強。為更好的實現(xiàn)上述結構，在所述的轉臺上還設有測量位移的感應同步器，所述的感應同步器與現(xiàn)場可編程門陣列相連，使用時，計算機給DSP發(fā)送一個代表速率的數(shù)據(jù)，DSP再將此數(shù)據(jù)寫給FPGA，再由FPGA完成指令脈沖的產(chǎn)生、移相和與感應同步器反饋信號的鑒相功能，傳送至力矩電機并對其進行控制，同時，DSP再對力矩電機輸出的信號進行校正，并傳送至FPGA上進行重復上述控制過程。為更好的實現(xiàn)本實用新型，在所述的數(shù)字信號處理器上還設有模數(shù)轉換器，所述的力矩電機通過模數(shù)轉換器連接在數(shù)字信號處理器上，在本實用新型中，模數(shù)轉換器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D轉換芯片，采樣速度高達2.4 μ S，在實際制作過程中，AD7865可通過編程設置成一個通道或對多到4個通道的A/D轉換，可與轉臺的多個力矩電機相連，大大提高了系統(tǒng)的控制范圍，可操作性強。本實用新型在所述的計算機上設有串行接口，所述的數(shù)字信號處理器通過串行接口與計算機相連，使用時，計算機可通過串行接口給DSP發(fā)送一個32位的代表速率的數(shù)據(jù)。[0008]所述的數(shù)字信號處理器為TMS320F2812芯片，具有強大的控制和信號處理能力，能夠實現(xiàn)復雜的控制算法，在其芯片結構上，可整合Flash存儲器、快速A/D轉換器、CAN模塊、事件管理器等等，并采用176腳(LQFP)封裝。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:(I)本實用新型采用數(shù)字信號處理器(DSP)以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的設計，可使轉臺速率控制系統(tǒng)滿足高精密速率的工作要求，較現(xiàn)有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴展更容易、數(shù)字信號處理能力強等諸多優(yōu)點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領域中，實用性強。(2)本實用新型所述的DSP具有運算速度高、數(shù)字信號處理能力強、功能豐富等優(yōu)勢，大大提高了系統(tǒng)的分辨率以及速率控制范圍，在實際應用過程中，DSP可采用TMS320F2812芯片，能夠實現(xiàn)復雜的控制算法，在其芯片結構上，可整合Flash存儲器、快速A/D轉換器、CAN模塊、事件管理器等等，并采用176腳(LQFP)封裝。(3)在本實用新型中，模數(shù)轉換器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D轉換芯片，采樣速度高達2.4 μ S，在實際制作過程中，AD7865可通過編程設置成一個通道或對多到4個通道的A/D轉換，可與轉臺的多個力矩電機相連，大大提高了系統(tǒng)的控制范圍，可操作性強。

圖1為本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例:轉臺是一種可以被旋轉到任意位置并固定在該位置的精密設備，可適用于船舶工程領域，如:可讓系泊在單點系泊裝置上的船舶按封閉特性進行旋轉，本實用新型提出了基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有轉臺速率控制系統(tǒng)采用邏輯電路、單片機控制或由計算機參與控制，而存在的系統(tǒng)集成度低、運算速度低等缺點，它能滿足轉臺高精密速率的工作要求，其結構如圖1所示，包括與轉臺的力矩電機相連的計算機、與計算機相連接的數(shù)字信號處理器(DSP)以及設于力矩電機上的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，在本實用新型中，力矩電機通過數(shù)字信號處理器連接在計算機上，現(xiàn)場可編程門陣列與數(shù)字信號處理器相連接。在實際應用過程中，DSP具有運算速度高、數(shù)字信號處理能力強、功能豐富等優(yōu)勢，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0.0005%，更能滿足現(xiàn)代工業(yè)領域等高精密速率的工作要求，實用性更強。為更好的實現(xiàn)上述結構，在轉臺上還設有測量位移的感應同步器，感應同步器與現(xiàn)場可編程門陣列相連。如圖1所示，本實用新型在力矩電機上還設有模數(shù)轉換器，力矩電機通過模數(shù)轉換器連接在數(shù)字信號處理器上，在本實用新型中，模數(shù)轉換器可采用AD7865，它是一款14位并行高速A/D轉換芯片，采樣速度高達2.4 μ S，在實際制作過程中，AD7865可通過編程設置成一個通道或對多到4個通道的A/D轉換，可與轉臺的多個力矩電機相連，大大提高了系統(tǒng)的控制范圍，可操作性強。如圖1所示，本實用新型在計算機上還設有串行接口，數(shù)字信號處理器則通過串行接口與計算機相連。使用時，計算機可通過串行接口給DSP發(fā)送一個32位的代表速率的數(shù)據(jù)，DSP再將此數(shù)據(jù)寫給FPGA，再由FPGA完成指令脈沖的產(chǎn)生、移相和與感應同步器反饋信號的鑒相功能，經(jīng)過力矩電機輸出反映相差的電平，DSP啟動AD7865轉換讀取此信號做校正算法，同時，再將此數(shù)據(jù)傳送至FPGA上進行重復上完成一個控制過程。在本實用新型中，數(shù)字信號處理器可采用TMS320F2812芯片制作而成，為32位數(shù)字信號處理器，內(nèi)含閃存，速度高達150MIPS，并集微控制器和高新能DSP的特點于一身，具有強大的控制和信號處理能力，能夠實現(xiàn)復雜的控制算法，在其芯片結構上，可整合Flash存儲器、快速A/D轉換器、CAN模塊、事件管理器等等，并采用176腳(LQFP)封裝。本實用新型設計合理，采用數(shù)字信號處理器(DSP)以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的設計，可使轉臺速率控制系統(tǒng)滿足高精密速率的工作要求，較現(xiàn)有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴展更容易、數(shù)字信號處理能力強等諸多優(yōu)點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領域中。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，包括與轉臺的力矩電機相連的計算機，其特征在于:還包括與計算機相連接的數(shù)字信號處理器以及設于力矩電機上的現(xiàn)場可編程門陣列，所述的力矩電機通過數(shù)字信號處理器連接在計算機上，所述的現(xiàn)場可編程門陣列則與數(shù)字信號處理器相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述的轉臺上還設有測量位移的感應同步器，所述的感應同步器與現(xiàn)場可編程門陣列相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述的數(shù)字信號處理器上還設有模數(shù)轉換器，所述的力矩電機通過模數(shù)轉換器連接在數(shù)字信號處理器上。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述的計算機上設有串行接口，所述的數(shù)字信號處理器通過串行接口與計算機相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)字信號處理器為TMS320F2812芯片。
專利摘要本實用新型公開了基于DSP的轉臺速率控制系統(tǒng)，包括與轉臺的力矩電機相連的計算機，本實用新型還包括與計算機相連接的數(shù)字信號處理器以及設于力矩電機上的現(xiàn)場可編程門陣列，所述的力矩電機通過數(shù)字信號處理器連接在計算機上，所述的現(xiàn)場可編程門陣列與數(shù)字信號處理器相連接。本實用新型設計合理，采用數(shù)字信號處理器(DSP)以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的設計，可使轉臺速率控制系統(tǒng)滿足高精密速率的工作要求，較現(xiàn)有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統(tǒng)集成度高、功能擴展更容易、數(shù)字信號處理能力強等諸多優(yōu)點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統(tǒng)領域中。
文檔編號G05B19/042GK203054620SQ20122064827
公開日2013年7月10日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權日2012年11月30日
發(fā)明者文涵靈 申請人:成都卓程科技有限公司