專利名稱：基于dsp的轉臺速率控制系統的制作方法
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。
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，是一種用于監控行業的精密設備。對于現有的轉臺速率控制系統而言，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，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，本實用新型采用數字信號處理器(DSP)以及現場可編程門陣列(FPGA)的設計，較現有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統集成度高、功能擴展更容易、數字信號處理能力強等諸多優點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統領域中，實用性強。本實用新型通過下述技術方案實現:基于DSP的轉臺速率控制系統，包括與轉臺的力矩電機相連的計算機，為克服現有邏輯電路、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字信號處理器(DSP)以及設于力矩電機上的現場可編程門陣列(FPGA)，所述的力矩電機通過數字信號處理器連接在計算機上，所述的現場可編程門陣列與數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、數字信號處理能力強、功能豐富等優勢，大大提高了系統的分辨率以及速率控制范圍，更能滿足現代工業領域等高精密速率的工作要求，實用性更強。為更好的實現上述結構，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場可編程門陣列相連，使用時，計算機給DSP發送一個代表速率的數據，DSP再將此數據寫給FPGA，再由FPGA完成指令脈沖的產生、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。為更好的實現本實用新型，在所述的數字信號處理器上還設有模數轉換器，所述的力矩電機通過模數轉換器連接在數字信號處理器上，在本實用新型中，模數轉換器可采用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發送一個32位的代表速率的數據。[0008]所述的數字信號處理器為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。本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果:(I)本實用新型采用數字信號處理器(DSP)以及現場可編程門陣列(FPGA)的設計，可使轉臺速率控制系統滿足高精密速率的工作要求，較現有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統集成度高、功能擴展更容易、數字信號處理能力強等諸多優點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統領域中，實用性強。(2)本實用新型所述的DSP具有運算速度高、數字信號處理能力強、功能豐富等優勢，大大提高了系統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，克服了現有轉臺速率控制系統采用邏輯電路、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字信號處理器(DSP)以及設于力矩電機上的現場可編程門陣列(FPGA)，在本實用新型中，力矩電機通過數字信號處理器連接在計算機上，現場可編程門陣列與數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、數字信號處理能力強、功能豐富等優勢，大大提高了系統的分辨率以及速率控制范圍，速率平穩度高達0.0005%，更能滿足現代工業領域等高精密速率的工作要求，實用性更強。為更好的實現上述結構，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轉換器，力矩電機通過模數轉換器連接在數字信號處理器上，在本實用新型中，模數轉換器可采用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發送一個32位的代表速率的數據，DSP再將此數據寫給FPGA，再由FPGA完成指令脈沖的產生、移相和與感應同步器反饋信號的鑒相功能，經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，再將此數據傳送至FPGA上進行重復上完成一個控制過程。在本實用新型中，數字信號處理器可采用TMS320F2812芯片制作而成，為32位數字信號處理器，內含閃存，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，采用數字信號處理器(DSP)以及現場可編程門陣列(FPGA)的設計，可使轉臺速率控制系統滿足高精密速率的工作要求，較現有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統集成度高、功能擴展更容易、數字信號處理能力強等諸多優點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統領域中。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，凡是依據本實用新型的技術實質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。
權利要求1.基于DSP的轉臺速率控制系統，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字信號處理器以及設于力矩電機上的現場可編程門陣列，所述的力矩電機通過數字信號處理器連接在計算機上，所述的現場可編程門陣列則與數字信號處理器相連接。
2.根據權利要求1所述的基于DSP的轉臺速率控制系統，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場可編程門陣列相連。
3.根據權利要求2所述的基于DSP的轉臺速率控制系統，其特征在于:在所述的數字信號處理器上還設有模數轉換器，所述的力矩電機通過模數轉換器連接在數字信號處理器上。
4.根據權利要求3所述的基于DSP的轉臺速率控制系統，其特征在于:在所述的計算機上設有串行接口，所述的數字信號處理器通過串行接口與計算機相連。
5.根據權利要求4所述的基于DSP的轉臺速率控制系統，其特征在于:所述的數字信號處理器為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，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字信號處理器以及設于力矩電機上的現場可編程門陣列，所述的力矩電機通過數字信號處理器連接在計算機上，所述的現場可編程門陣列與數字信號處理器相連接。本實用新型設計合理，采用數字信號處理器(DSP)以及現場可編程門陣列(FPGA)的設計，可使轉臺速率控制系統滿足高精密速率的工作要求，較現有的通過邏輯電路、單片機控制等方式而言，具有系統集成度高、功能擴展更容易、數字信號處理能力強等諸多優點，可以借鑒廣泛應用在通信工程的速率控制系統領域中。
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 優先權日2012年11月30日
發明者文涵靈 申請人:成都卓程科技有限公司