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随着电力电子技术、计算机技术、软件技术、信息技术、网络技术等的发展,全数字化交流伺服系统的研发是国内外研究的热点。国外一些数控厂家己经研制出成熟产品,并推出了自己的相应产品,国内对全数字式交流伺服驱动器的研究尚处于起步阶段。目前,市场上的交流伺服系统的各模块采用不同的标准,形成不同的封闭系统,以至于各模块之间无法互换,软件之间无法实现信息的传输,数据之间无法实现数据的共享,系统的扩展性和开放性几乎没有,因而迫切希望交流伺服系统具有开放性和移植性,用户能在开放的平台上进行硬件、软件和功能扩展,设计满足特定需要的交流伺服系统。本论文主要任务是研究开放式交流伺服驱动系统,解决当前交流伺服系统各模块间相对独立、彼此封闭的缺陷,提高市场的竞争力。
首先,作者比较了当前交流伺服系统的四种结构方案后,确定了方案选型,提出了开放式交流伺服系统的想法,并作了相关的研究。进而以TMS320F2812为核心处理器,结合CPLD及IPM模块,尝试研制开发具有统一结构的开放式全数字交流伺服驱动伺服控制平台,试图实现“一次制造、多种定制、万能应用”的目的。
然后,根据以上平台搭建了控制回路与主回路。控制回路以DSP作为系统的的核心,结合CPLD在系统中编程的优点扩展了大量外设,设计了各扩展电路,充分发挥DSP芯片的功能。通过MAXPLUS II开发环境,在CPLD中实现了控制/状态寄存器扩展、扩展总线、故障信号译码、输入输出口的扩展、中断的扩展等功能,并编译出最终的结果。主回路完成了电源模块、单相整流桥、滤波电容、吸收电容及IPM的选取,设计了IPM与DSP之间的通信电路、故障信号处理电路;采用运算放大器LM358、高线性度的线性光耦HCNR200与电压比较器LM311,设计了泵升制动电路。整个系统扩分发挥了处理器的功能,丰富的外围扩展,结构紧凑,易于操作,为研制开发开放式全数字交流伺服驱动伺服控制平台提供了一个借鉴。
最后,给出了本文的结论和进一步研究的思路和工作。