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上下機(jī)運(yùn)動控制卡介紹
閱讀:1021 發(fā)布時(shí)間:2022-12-27上位機(jī)是指能夠直接發(fā)出控制命令的計(jì)算機(jī),一般為PC機(jī)/上位機(jī)/主機(jī)/上位機(jī)。下機(jī)是直接控制設(shè)備狀態(tài)的計(jì)算機(jī),一般是PLC/單片機(jī)等。上機(jī)運(yùn)動控制卡發(fā)出的命令先發(fā)送給下位機(jī),下位機(jī)再解釋為相應(yīng)的定時(shí)信號,根據(jù)此命令直接控制相應(yīng)的設(shè)備。下位機(jī)不讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(一般是模擬數(shù)據(jù)),轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給上位機(jī)。上下機(jī)需要編程,有專門的開發(fā)系統(tǒng)。
DSP由于其眾多的外部接口和優(yōu)異的數(shù)據(jù)處理能力,可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信接口,實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的控制算法。fpga就像許多IO引腳。這正是這個(gè)項(xiàng)目所需要的。在項(xiàng)目中,由于要實(shí)現(xiàn)的功能比較多,所以也使用了很多IO端口。例如,每個(gè)軸都有模擬信號輸出。為了實(shí)現(xiàn)模擬信號輸出,需要一個(gè)DA轉(zhuǎn)換模塊。這時(shí),選擇FPGA作為外部接口的級聯(lián)模塊。
此外,可以通過FPGA接收電機(jī)的編碼反饋信號,并對反饋信號進(jìn)行處理,也在一定程度上減輕了DSP芯片的負(fù)擔(dān)。具有3.3V的工作電壓,1.2V的核心電源電壓,8256個(gè)邏輯單元(LES),182個(gè)用戶I/O端口,165888位的內(nèi)部RAM,嵌入式18位乘法器,每個(gè)乘法器可拆分為兩個(gè)9位乘法器。
在芯片內(nèi)部,有兩個(gè)鎖相環(huán)(PLL)和八個(gè)全局時(shí)鐘。芯片的邏輯單元數(shù)量、頻率和用戶I/O端口滿足設(shè)計(jì)要求。
四軸運(yùn)動控制器的電機(jī)驅(qū)動接口采用數(shù)字脈沖輸出和模擬輸出兩種模式。在數(shù)脈沖輸出模式下,有兩種工作模式,一種是脈沖+方向信號模式,另一種是正/負(fù)脈沖信號模式,如圖2-1和圖2-2所示。為了提高其抗力,兩種模式下的脈沖和方向信號應(yīng)進(jìn)行差分輸出。模擬輸出方式是將DSP和FPGA數(shù)據(jù)處理后的數(shù)字信號輸出,通過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為-10V~+10V范圍內(nèi)的電壓信號輸出。
運(yùn)動控制卡,控制的是驅(qū)動,而不是直接電機(jī),一般有脈沖控制、模擬控制、脈沖控制兩種方式:驅(qū)動是在回路的位置上工作,脈沖數(shù)代表行走的長度,頻率代表速度。
模擬控制:驅(qū)動程序在速度環(huán)或電流環(huán)中工作。模擬量的大小對應(yīng)于電機(jī)的速度和位置,但這些是由電機(jī)的反饋編碼器測量的。
你的直線電機(jī),如果運(yùn)動控制卡控制,一定要有,直線電機(jī)+光柵尺(磁柵尺)+驅(qū)動+運(yùn)動控制卡可能有上位機(jī)(看你這個(gè)系統(tǒng)不只是直線電機(jī))光柵尺相當(dāng)于編碼器,電機(jī)位置閉環(huán)。像伺服電機(jī)一樣,在運(yùn)動控制卡后面有一個(gè)編碼器,有一個(gè)脈沖,還有模擬裝置。仿真量昂貴,考慮到國外PID算法普遍比較成熟。當(dāng)然也有國內(nèi)的。至于多少錢,與軸數(shù)有關(guān),國外4軸的模擬金額一般在8000以上。