專利名稱：一種舵機控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數字式電動伺服控制領域，更具體地說，涉及一種舵機控制器。
背景技術：
隨著永磁新材料的出現、電力電子技術的不斷進步，稀土無刷直流電機得到了快速的發展，它具有使用壽命長、體積小、質量輕等很多優點，它將漸漸成為電動舵機的主流，特別適合于對飛行時間、性能、體積等要求特殊的無人機舵機領域。但是，目前無刷直流電機常采用FPGA或者是單片機作為主控芯片，基于FPGA的舵機控制系統中的每個模塊功能的實現都是基于相應的軟件程序，由于FPGA是基于硬件描述語言工作的，每個模塊對應程序中的一個時鐘，這樣算法實現上較為復雜，使得軟件開發周期長，調試難度大，功耗也較大。同時，硬件描述語言是一種較為復雜的語言，控制結構不·靈活，不簡潔，適應性差，這樣舵機控制系統在軟件開發和升級方面有一定困難，阻礙了系統性能的進一步提高。同時，FPGA作為主控芯片控制無刷直流電機的控制器包括的外圍電路有低壓差電壓調節電路、數字通訊電路、信號調理電路及A/D轉換電路以及電機驅動電路等較多電路，外圍電路結構和連接關系復雜，對系統的穩定性和可靠性有較大影響。并且，由于單片機本身的工作效率較低，因此在算法實現上速度較慢，無法滿足舵機控制系統高速實時的控制要求。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提供一種舵機控制器，以實現基于DSP的電路簡潔、實時處理、控制算法更優的優點來完成對舵機的伺服控制。一種舵機控制器，包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊，所述第一控制信號控制舵機旋轉，所述第二控制信號控制所述舵機的旋轉位置；與所述DSP模塊相連、接收所述PWM信號和處理后的霍爾信號，依據所述霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊。優選地,所述DSP模塊具體包括接收所述第一控制信號的第一通信接口模塊；接收所述第二控制信號的第二通信接口模塊；用于接收并處理所述霍爾信號的霍爾信號處理模塊；與所述第一通信接口模塊、所述第二通信接口模塊和所述霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器。優選地，所述舵機控制器還包括分別與上位機和所述第一通信接口模塊相連、接收所述第一控制信號并調理所述第一控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第一信號調理模塊。優選地，所述舵機控制器還包括分別與舵機電位器和所述第二通信接口模塊相連、接收所述第二控制信號并調理所述第二控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第二信號調理模塊。優選地，所述第一通信接口模塊具體為接收所述經調理得到的第一控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第一 A/D采樣端口。優選地，所述第二通信接口模塊具體為接收所述經調理得到的第二控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第二 A/D采樣端口。優選地，所述第一通信接口模塊具體為接收上位機發送的第一控制信號的第一數字通信接口模塊。優選地，所述第二通信接口模塊具體為接收舵機電位器發送的第二控制信號的第二數字通信接口模塊。優選地，所述舵機控制器還包括與上位機相連、接收所述第一控制信號，并對所述第一控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至所述DSP模塊的第一信號濾波模塊。優選地，所述舵機控制器還包括與舵機電位器相連、接收所述第二控制信號，并對所述第二控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至所述DSP模塊的第二信號濾波模塊。優選地，所述舵機控制器還包括分別與所述DSP模塊和電機驅動模塊相連的信號隔離模塊，所述信號隔離模塊用于隔離所述電機驅動模塊產生的電磁干擾，保證所述DSP模塊正常工作、接收所述DSP模塊正常工作輸出的PWM信號并發送給所述電機驅動模塊。優選地，所述電機驅動模塊進一步包括放大所述PWM信號的自舉電路。優選地,所述電機驅動模塊具體包括依據所述霍爾信號控制三相橋電路換相、驅動三相橋電路通電的驅動模塊；與所述驅動模塊相連、輸出所述PWM信號使所述舵機旋轉到與所述PWM信號相對應位置的三相橋電路。從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供了一種舵機控制器，包括采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊，C語言是一種程序設計結構化的語言，它的運算符種類和數據結構類型豐富，控制結構和書寫較為靈活，因此專業人士可以通過不斷地改進控制算法來提高舵機控制系統的系統性能，這種改進只涉及軟件，不更改或很少更改硬件，因而更容易實現舵機控制器的升級。同時，所述舵機控制系統僅由DSP模塊和電機驅動模塊組成，沒有連接關系復雜的外圍電路，而DSP模塊雖有外圍電路，但數量也很少，連接關系也簡單，因此增強了系統的穩定性和可靠性。并且，DSP模塊中的DSP芯片本身具有實時處理控制信號的功能，工作效率是單片機的十倍，這樣使得舵機在算法實現上速度加快，滿足舵機控制系統高速實時的控制要求。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖2為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖3為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖4為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖5為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖6為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖7為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖8為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖；圖9為本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器的結構框圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型實施例公開了一種舵機控制器，以實現基于DSP的電路簡潔、實時處理、控制算法更優的優點來完成對舵機的伺服控制。一種舵機控制器，如圖I所示，包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；所述第一控制信號是與DSP模塊相連的上位機發送的，用來控制舵機旋轉，所述第二控制信號是與DSP模塊相連的舵機電位器發送的，用來控制所述舵機的旋轉位置；與DSP模塊101相連、接收PWM信號和處理后的霍爾信號，依據霍爾信號驅動舵機旋轉到與PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。從上述實施例可以看出，本實用新型提供了一種舵機控制器，它包括采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101，C語言是一種程序設計結構化的語言，它的運算符種類和數據結構類型豐富，控制結構和書寫較為靈活，因此專業人士可以通過不斷地改進控制算法來提高舵機控制系統的系統性能，這種改進只涉及軟件，不更改或很少更改硬件，因而更容易實現舵機控制器的升級。同時，所述舵機控制系統僅由DSP模塊101和電機驅動模塊102組成，沒有連接關系復雜的外圍電路，而DSP模塊101雖有外圍電路，但數量也很少，連接關系也簡單，因此增強了系統的穩定性和可靠性。并且，DSP模塊101中的DSP芯片本身具有實時處理控制信號的功能，工作效率是單片機的十倍，這樣使得舵機在算法實現上速度加快，滿足舵機控制系統高速實時的控制要求。專業工程人員在實際操作舵機控制器中，需要基于DSP實現接收控制信號，接收和處理霍爾信號，獲取PWM信號，因此，本實用新型另一實施例還公開了一種舵機控制器，如圖2所示,包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；其中，所述DSP模塊101具體包括 接收第一控制信號的第一通信接口模塊11 ；接收第二控制信號的第二通信接口模塊12 ；用于接收并處理所述霍爾信號的霍爾信號處理模塊13 ；與第一通信接口模塊、第二通信接口模塊和霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器14。與DSP模塊101相連、接收PWM信號和處理后的霍爾信號，依據霍爾信號驅動舵機旋轉到與PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。第一通信接口模塊11接收的第一控制信號是由上位機發送的，專門控制舵機旋轉的，而第二通信接口模塊12接收的第二控制信號是由舵機電位器發送的，控制舵機的旋轉位置的。霍爾信號處理模塊13接收由舵機中的轉子位置傳感器發送的霍爾信號，并依據三相橋電路的換相規律處理霍爾信號，然后將處理后的霍爾信號輸出給PWM發生器14，PWM發生器14采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號，并輸出控制電機驅動模塊。PWM發生器14計算得到的PWM信號是通過對第一控制信號和第二控制信號的電壓差值采用C語言編程實現的PID控制算法進行運算，運算結果作為PWM信號的占空比。同時，DSP模塊的PWM發生器中的DSP可以采用TMS320F2812芯片，TMS320F2812芯片上集成了兩個事件管理模塊，每個事件管理模塊可以同時產生8路PWM信號，滿足舵機中無刷直流電機的控制需要。本實用新型另一實施例公開的一種舵機控制器，在該舵機控制器中，DSP模塊101不僅包括第一通信接口模塊11、第二通信接口模塊12、霍爾信號處理模塊13和PWM發生器14，還包括較為簡單的外圍電路，比如說晶振、DSP芯片復位和DSP程序燒寫接口，這些外圍電路連接關系簡單，在舵機控制器的工作中起到了輔助的作用，這里將不做贅述。當第一通信接口接收到上位機發送的第一控制信號和第二通信接口接收到舵機電位器發送的第二控制信號都為模擬控制信號時，本實用新型另一實施例還公開了一種舵機控制器，如圖3所示，除了包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；其中，DSP模塊101具體包括接收第一控制信號的第一通信接口模塊11，第一通信接口模塊11具體為接收經調理得到的第一控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第一 A/D采樣端口 111 ;接收第二控制信號的第二通信接口模塊12，第二通信接口模塊12具體為接收經調理得到的第二控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第二 A/D采樣端112 ；[0072]用于接收并處理霍爾信號的霍爾信號處理模塊13 ；與第一通信接口模塊、第二通信接口模塊和霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器14 ；與DSP模塊101相連、接收所述PWM信號和處理后的霍爾信號，依據所述霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。還包括分別與上位機和第一通信接口模塊11相連、接收第一控制信號并調理第一控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第一信號調理模塊103 ；分別與舵機電位器和第二通信接口模塊12相連、接收第二控制信號并調理第二控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第二信號調理模塊104。當上位機發送第一控制模擬信號、舵機電位器發送第二控制模擬信號后，分別由第一信號調理模塊103和第二信號調理模塊104接收，并將第一控制模擬信號和第二控制模擬信號的電壓值分別調理至滿足DSP模塊中的第一 A/D采樣端口 111和第二 A/D采樣端口 112所要求的電壓值后輸出。第一 A/D采樣端口 111和第二 A/D采樣端口 112接收所述經調理得到的第一控制信號和第二控制信號并將其轉換為數字控制信號后，輸出給PWM發生器。PWM發生器再采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號，并輸出給電機驅動模塊，電機驅動模塊依據霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置。在上述實施例公開的舵機控制器中，DSP模塊中的第一 A/D端口和第二 A/D端口能接收的模擬信號輸入范圍為(T3V，而輸入的第一控制模擬信號和第二控制模擬信號的變化范圍為-IOV +10V，所以要對輸入的信號進行調理，把-10疒+IOV信號調理到(T3V范圍。同時，第一信號調理模塊和第二信號調理模塊中的信號調理電路可以采用TLV2372運算放大器組成。當第一通信接口接收到上位機發送的第一控制信號和第二通信接口接收到舵機電位器發送的第二控制信號都為數字控制信號時，本實用新型另一實施例還公開了一種舵機控制器，如圖4所示，包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；其中，DSP模塊101具體包括接收第一控制信號的第一通信接口模塊11，當上位機發送的第一控制信號為數字控制信號時，第一通信接口模塊11具體為第一數字通信接口模塊121 ；接收第二控制信號的第二通信接口模塊12，當舵機電位器發送的第二控制信號為數字控制信號時，第二通信借口模塊12具體為第二數字通信接口模塊122 ；用于接收并處理霍爾信號的霍爾信號處理模塊13 ；與第一通信接口模塊、第二通信接口模塊和霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器14 ；與DSP模塊101相連、接收所述PWM信號和處理后的霍爾信號，依據所述霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。當上位機發送的第一控制信號和舵機電位器發送的第二控制信號都為數字控制信號時，分別直接發送給DSP模塊的第一數字通信接口模塊121和第二數字通信接口模塊122，經由第一數字通信接口模塊122和第二數字通信接口模塊122輸入至PWM發生器14，PWM信號的PWM發生器14再采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號，因此實現了上位機與DSP模塊和舵機與DSP模塊之間的通信。在上述實施例公開的舵機控制器中，第一數字通信接口模塊和第二數字通信接口模塊可以采用RS-422串行通信總線標準，加快了信號中數據的傳輸速度，使得DSP模塊的工作效率更高。同時，為了更好地實現上位機和舵機電位器與DSP模塊之間的通信，數字通信接口模塊的通信控制芯片可以選用MAX1490AEPG芯片。一般情況下，當上位機與舵機分別發送的第一控制信號和第二控制信號都為模擬信號，并且其中都包含了大量 的高頻干擾噪聲時，工作人員為了保證DSP模塊檢測到的第一控制信號和第二控制信號更加的準確，從而計算輸出的PWM信號的占空比更加準確，本實用新型另一實施例還公開了一種舵機控制器，如圖5所示，除了包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；其中，DSP模塊101具體包括接收第一控制信號的第一通信接口模塊11，第一通信接口模塊11具體為接收經調理得到的第一控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第一 A/D采樣端111 ;接收第二控制信號的第二通信接口模塊12，第二通信接口模塊12具體為接收經調理得到的第二控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第二 A/D采樣端112 ；用于接收并處理霍爾信號的霍爾信號處理模塊13 ；與第一通信接口模塊、第二通信接口模塊和霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器14 ；與DSP模塊101相連、接收所述PWM信號和處理后的霍爾信號，依據所述霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。分別與上位機和第一 A/D米樣端111相連、接收第一控制信號并調理第一控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第一信號調理模塊103 ；分別與舵機電位器和第二 A/D采樣端112相連、接收第二控制信號并調理第二控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第二信號調理模塊104。還包括分別與上位機和第一信號調理模塊103相連、接收第一控制信號，并對第一控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至第一信號調理模塊103，進而傳輸至DSP模塊的第一 A/D米樣端111的第一信號濾波模塊105 ；分別與舵機電位器和第二信號調理模塊104相連、接收第二控制信號，并對第二控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至第二信號調理模塊104，進而傳輸至DSP模塊的第二 A/D采樣端112的第二信號濾波模塊106。在上述實施例公開的舵機控制器中，當上位機和舵機電位器發送的-IOV +IOV的第一控制信號和第二控制信號中包含了大量的高頻干擾噪聲，因此首先需要第一信號濾波模塊105和第二信號濾波模塊106對第一控制信號和第二控制信號進行低通濾波，具體地可以采用RC低通濾波器對第一控制信號和第二控制信號進行低通濾波，以除去其中的高頻干擾噪聲，使得傳輸至DSP模塊的控制信號更加準確，從而計算輸出的PWM信號的占空比更加準確。同樣地，當上位機與舵機分別發送的第一控制信號和第二控制信號都為數字信號，并且其中都包含了大量的高頻干擾噪聲時，本實用新型實施例還公開了一種舵機控制器，如圖6所示，除了包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；其中，DSP模塊101具體包括 接收第一控制信號的第一通信接口模塊11，第一通信接口模塊11具體為第一數字通信接口模塊121 ;接收第二控制信號的第二通信接口模塊12，第二通信接口模塊12具體為第二數字通信接口模塊122 ；用于接收并處理霍爾信號的霍爾信號處理模塊13 ；與第一通信接口模塊、第二通信接口模塊和霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器14 ；與DSP模塊101相連、接收所述PWM信號和處理后的霍爾信號，依據所述霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。還包括分別與上位機和DSP模塊中的第一數字通信接口模塊121相連、接收第一控制信號，并對第一控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至DSP模塊的第一數字通信接口模塊121的第一信號濾波模塊105 ；分別與舵機電位器和DSP模塊中的第二數字通信接口模塊122相連、接收第二控制信號，并對第二控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至DSP模塊的第二數字通信接口模塊122的第二信號濾波模塊106。在本實施例公開的舵機控制器中，上位機和舵機電位器發送的第一控制信號和第二控制信號首先經過第一信號濾波模塊105和第二信號濾波模塊106的低通濾波，以得到無干擾的信號后，分別直接傳輸至第一數字通信接口模塊121和第二數字通信接口模塊122，這里的第一信號濾波模塊和第二信號濾波模塊可以采用數字濾波器。由于DSP模塊處理高頻數字信號，比較敏感容易受外界電磁干擾。而無刷直流電機驅動電路采用三相橋結構，用PWM信號控制功率管的開通關斷，這種高速開關的工作方式，將會產生一定的電磁干擾，為了避免這種干擾，使得DSP模塊能夠正常工作，本實用新型另一實施例還公開了一種舵機控制器，如圖7所示，除了包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；與DSP模塊101相連、接收所述PWM信號和處理后的霍爾信號，依據所述霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。還包括分別與DSP模塊和電機驅動模塊相連的信號隔離模塊107，所述信號隔離模塊107用于隔離電機驅動模塊產生的電磁干擾保證DSP模塊正常工作、接收DSP模塊正常工作輸出的PWM信號并發送給電機驅動模塊102。[0121]在上述實施例公開的舵機控制器中，信號隔離模塊107可以采用ADUM1400信號隔離芯片對DSP輸出的PWM控制信號和電機驅動模塊102中的電路產生的電磁干擾進行隔離，以保證DSP模塊的正常工作。除了 DSP模塊處理高頻數字信號比較敏感容易受外界電磁干擾，第一、第二信號濾波模塊以及第一、第二信號調理模塊處理的都是弱控制信號，也比較敏感容易受外界電磁干擾。因此，在實際操作過程中，舵機控制器也可以包括分別與第一、第二信號濾波模塊和第一、第二信號調理模塊相連的信號隔離模塊，所起的作用與上述信號隔離模塊107相同，這里將不做贅述。本實用新型另一實施例還公開了一種舵機控制器，以實現基于DSP的電路簡潔、實時處理、控制算法更優的優點來完成對舵機的伺服控制。一種舵機控制器，如圖8所示，包括
·[0125]接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；其中，DSP模塊101具體包括接收第一控制信號的第一通信接口模塊11；接收第二控制信號的第二通信接口模塊12；用于接收并處理所述霍爾信號的霍爾信號處理模塊13 ；與第一通信接口模塊、第二通信接口模塊和霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器14 ；與DSP模塊101相連、接收PWM信號和處理后的霍爾信號，依據霍爾信號驅動舵機旋轉到與PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。其中，所述電機驅動模塊102具體包括依據霍爾信號控制三相橋電路換相、驅動三相橋電路通電的驅動模塊15 ；與驅動模塊15相連、輸出PWM信號使舵機旋轉到與PWM信號相對應位置的三相橋電路16。在上述實施例公開的舵機控制器中，功率開關管IRFR3710組成三相橋電路16，驅動模塊15中的驅動芯片IRS2136D驅動三相橋電路16中的功率開關管的上下橋臂工作，以實現對無刷直流伺服電機的驅動，使舵機旋轉到與PWM信號相對應的位置。三相橋電路輸出信號為脈寬調制信號，根據電機特性或應用情況的不同，可以為雙極性脈寬調制信號或單極性脈寬調制信號，分別滿足舵系統快速性需求或低功耗需求。另外，如圖7公開的實施例，DSP模塊處理的高頻數字信號比較敏感容易受外界電磁干擾，此時需要信號隔離模塊隔離外界的電磁干擾，而信號隔離模塊輸出PWM控制信號較弱時，本實用新型實施例還公開了一種舵機控制器，如圖9所示，除了包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊101 ；其中，DSP模塊101具體包括接收第一控制信號的第一通信接口模塊11 ；接收第二控制信號的第二通信接口模塊12；用于接收并處理所述霍爾信號的霍爾信號處理模塊13 ；[0141]與第一通信接口模塊、第二通信接口模塊和霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器14 ；與DSP模塊101相連、接收PWM信號和處理后的霍爾信號，依據霍爾信號驅動舵機旋轉到與PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊102。其中，電機驅動模塊102除了包括依據霍爾信號控制三相橋電路換相、驅動三相橋電路通電的驅動模塊15 ；與驅動模塊15相連、輸出PWM信號使舵機旋轉到與PWM信號相對應位置的三相橋電路16。還包括放大所述PWM信號的自舉電路17 ；還包括分別與DSP模塊和電機驅動模塊相連的信號隔離模塊107，所述信號隔離模塊107用于隔離電機驅動模塊產生的電磁干擾保證DSP模塊正常工作、接收DSP模塊正常工作輸出的PWM信號并發送給電機驅動模塊102。在上述實施例公開的舵機控制器中，電機驅動模塊中的自舉電路17將信號隔離模塊107輸出較弱的PWM信號放大為能驅動三相橋電路16中功率開關管的上下橋臂工作的驅動信號，使驅動模塊15依據霍爾信號控制三相橋電路換相、驅動三相橋電路通電,輸出PWM信號使舵機旋轉到與PWM信號相對應位置。為了保證每個模塊的正常工作，都需要有電能供應給每個模塊，因此，在上述所有公開的實施例中，每個模塊都需要與電源模塊相連，比如在工作過程中，上級系統提供+28V的無刷直流電機工作電源給舵機控制器和舵機，電源模塊中定制的電源轉換模塊與低壓差電壓調節電路對上級提供的+28V供電進行變換，得到舵機控制器和舵機電位器工作所需的低電壓值，對每個模塊的工作電壓提供了保護。同時，電源模塊還有濾波的作用，將無干擾的電壓信號提供給每個工作模塊，以保證每個模塊的正常工作。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種舵機控制器，其特征在于，包括 接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊，所述第一控制信號控制舵機旋轉，所述第二控制信號控制所述舵機的旋轉位置； 與所述DSP模塊相連、接收所述PWM信號和處理后的霍爾信號，依據所述霍爾信號驅動舵機旋轉到與所述PWM信號相對應的位置的電機驅動模塊。
2.根據權利要求I所述的舵機控制器，其特征在于，所述DSP模塊具體包括 接收所述第一控制信號的第一通信接口模塊； 接收所述第二控制信號的第二通信接口模塊； 用于接收并處理所述霍爾信號的霍爾信號處理模塊； 與所述第一通信接口模塊、所述第二通信接口模塊和所述霍爾信號處理模塊相連、采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的PWM發生器。
3.根據權利要求2所述的舵機控制器，其特征在于，還包括 分別與上位機和所述第一通信接口模塊相連、接收所述第一控制信號并調理所述第一控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第一信號調理模塊。
4.根據權利要求2所述的舵機控制器，其特征在于，還包括 分別與舵機電位器和所述第二通信接口模塊相連、接收所述第二控制信號并調理所述第二控制信號的電壓值至滿足預設要求并傳輸的第二信號調理模塊。
5.根據權利要求3所述的舵機控制器，其特征在于，所述第一通信接口模塊具體為 接收所述經調理得到的第一控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第一 A/D采樣端□。
6.根據權利要求4所述的舵機控制器，其特征在于，所述第二通信接口模塊具體為 接收所述經調理得到的第二控制信號，并將其轉換為數字控制信號的第二 A/D采樣端□。
7.根據權利要求2所述的舵機控制器，其特征在于，所述第一通信接口模塊具體為 接收上位機發送的第一控制信號的第一數字通信接口模塊。
8.根據權利要求2所述的舵機控制器，其特征在于，所述第二通信接口模塊具體為 接收舵機電位器發送的第二控制信號的第二數字通信接口模塊。
9.根據權利要求I或5所述的舵機控制器，其特征在于，還包括 與上位機相連、接收所述第一控制信號，并對所述第一控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至所述DSP模塊的第一信號濾波模塊。
10.根據權利要求I或6所述的舵機控制器，其特征在于，還包括 與舵機電位器相連、接收所述第二控制信號，并對所述第二控制信號中的高頻噪聲信號進行低通濾波，并將其傳輸至所述DSP模塊的第二信號濾波模塊。
11.根據權利要求I所述的舵機控制器，其特征在于，還包括 分別與所述DSP模塊和電機驅動模塊相連的信號隔離模塊，所述信號隔離模塊用于隔離所述電機驅動模塊產生的電磁干擾，保證所述DSP模塊正常工作、接收所述DSP模塊正常工作輸出的PWM信號并發送給所述電機驅動模塊。
12.根據權利要求I所述的舵機控制器，其特征在于，所述電機驅動模塊進一步包括放大所述PWM信號的自舉電路。
13.根據權利要求I所述的舵機控制器，其特征在于，所述電機驅動模塊具體包括 依據所述霍爾信號控制三相橋電路換相、驅動三相橋電路通電的驅動模塊； 與所述驅動模塊相連、輸出所述PWM信號使所述舵機旋轉到與所述PWM信號相對應位置的三相橋電路。
專利摘要本實用新型公開了一種舵機控制器，包括接收第一控制信號和第二控制信號，接收并處理霍爾信號，采用C語言算法計算所述第一控制信號和第二控制信號的電壓差值得到PWM信號的DSP模塊和電機驅動模塊。首先，本實用新型利用C語言的靈活性，更容易實現舵機控制器的升級；其次，舵機控制系統僅由DSP模塊和電機驅動模塊組成，沒有連接關系復雜的外圍電路，增強了系統的穩定性和可靠性；再次，DSP模塊中的DSP芯片本身具有實時處理控制信號的功能。因此，本實用新型公開的舵機控制器可實現基于DSP的電路簡潔、實時處理、控制算法更優的優點來完成對舵機的伺服控制。
文檔編號G05B19/042GK202794931SQ20122041862
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者吳貴成, 楊德良, 朱振娟, 龍超, 張靖, 彭繼斌 申請人:中國航天科技集團公司烽火機械廠