实现水下波动仿生推进器的多电机独立控制设计方案

在本系统中,核心控制部分采用SBS公司的PC/104模块,并通过该公司集成的基于PC/104的CSD-CAN总线控制器与波动仿生推进器内部的各控制节点组成CAN通信网络。在底层各电机控制节点上,采用日本安川公司模块化SGMAH04型交流伺服电机和相应SGDM04ADA型伺服驱动器。该伺服驱动器可通过自带的RS-232串口(CN3)与数字操作器或者PC联接,通过编码器接头(CN2)联接编码器至伺服电机,同时它还提供一个实时I/O端口(CN1)可与运动模块MP910等或其它上级装置联接。向其I/O端口发送脉冲序列可以对电机进行速度和位置控制,向其串口发送命令指令可以获取电机当前的速度和位置信息。这样,我们可以跳过最底层与电机接口部分的软硬件开发,而通过单片机直接对伺服驱动器进行控制。在各个电机控制节点上,研制相应的CAN智能节点以实现与弹载上位机PC/104的通信。

波动仿生推进器中CAN网络必须具备波形控制和状态监控两大功能。对于该多电机系统,各个节点相互独立,通过在PC/104中对这若干个节点进行合理的调配来实现波动仿生推进器的波形控制功能。另外,各CAN节点实时监测本控制节点对应电机的工作状态,并将其返回给上位机;同时,各CAN节点定时监测节点本身的工作状态,利用CAN总线协议强大的错误处理功能对各种可能出现的错误进行分析处理。

2、 CAN网络的硬件方案

由图1可知,各个CAN节点直接挂接于同一个CAN网络。它们的软硬件组成结构完全一致,硬件组成框图见图2。

实现水下波动仿生推进器的多电机独立控制设计方案

系统中的各CAN节点采用的都是智能节点,即都由微控制器和可编程的CAN控制芯片组成。从图2可以看出,各CAN节点电路主要由微控制器AT89C51、独立CAN控制器SJA1000、CAN收发器82C250、高速光耦6N137、拨码开关地址输入电路、电源监测与看门狗电路以及面向伺服电机的部分电路组成。

由于采用了模块化的伺服电机驱动器,各控制节点只需实现简单的伺服控制功能,故采用Atmel公司的8位单片机AT89C51作为微控制器。CAN控制芯片完成CAN的通信协议,主要由实现CAN总线协议的部分与实现与微控制器接口部分的电路组成,这里采用的是PHILIPS公司的SJA1000。它是一种独立CAN控制器,具有BasicCAN和PeliCAN两种工作模式,其中PeliCAN模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。82C250是高性能的CAN总线收发器,是CAN协议控制器和物理总线的接口,它对总线提供差动发送能力,对CAN控制器提供差动接收能力。通过对82C250的8号管脚的不同设置,可使其工作于高速、待机、斜率等三种模式。

  • UC3846控制芯片工作原理控制图 逆变焊机原理与用途
  • 数字万用表电阻档测试二极管正反向没有阻值(使用万用表测量二极管的正向电阻,为什么各档)
  • 学单片机需要学数电模电吗(学单片机要先学数电模电吗)
  • 电工怎么选择适合自己用的万用表(电工初学者买什么样的万用表好)
  • 单片机需要同时运行多个任务怎么办(单片机怎么同时执行多个任务)
  • 电机保护的方案取决于负载的机械特性
  • 绝缘电阻表正负搭接不复零位是怎么回事
  • 短路怎么用万用表查