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2012年 9月 机床与液压 Sep．2012 第40卷 第 18期 MACHINETOOL HYDRAUUCS Vo1．40No．18 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．18．035 基于DSP和FPGA的电液伺服控制器的设计 杨韧，任德志，徐莉萍 (河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003) 摘要 ：在分析液压伺服系统特点的基础上，设计 了以TI公司的DSP芯片TMS320F2812PGFA作为主控制芯片、采用 FPGA进行逻辑时序控制的电液伺服控制器。介绍了该伺服控制器的硬件组成和软件结构，并通过实验验证了控制器具有 良好的稳态精度和动态特性。 关键词 ：电液伺服控制器；DSP；FPGA 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2012)18—112—3 DesignofElectrohydraulicServoControllerBasedonDSP andFPGA YANG Ren。REN Dezhi．XU Liping (HenanUniversityofScienceTechnology，LuoyangHenan471003，China) Abstract：Basedonanalyzingcharacteristicsofhydraulicservocontrolsystem ，anew electroh)rdrnalicservocontrollerwasde． signedbyusingTMS320F2812as themaincontrolchipandadoptingFPGA torealizethelogicalsequencecontro1．Thehardwarecon． stitutionnadsoftwarearchitectureofhteservocontrollerwereintroduced．Byexperiments，itisshown htatthecontrollerhasgood steady—stateaccuracyanddynamicperformnaces． Keywords：Electmhydraulieservocontroller；DSP ；FPGA 由于电液控制系统响应速度快、输出功率大、控 RS232／RS485)。 制精度高，因而在许多领域都得到了广泛的应用。随 着电子技术、信息技术的飞速发展，原有的功能简 单、控制对象单一的电液控制器已不能满足现代工业 的 需 要。作 者 设 计 的控 制 器 采 用 DSP 芯 片 TMS320F2812处理各任务 ，用可编程数字逻辑器件 EPM1270T144C5集成大部分外围数字器件，实现了 LCD的显示驱动、数字信号的计数处理，提供 了 RS485／RS232接 口和PROFIBUS—DP接 口，适应信息 时代工业 自动化系统的网络化发展趋势。 1 总体结构设计 DSP不仅具有运算速度快的特点，而且集成了丰 图1 电液伺服控制系统方案图 富的片内外设资源，能够为控制器完成高速、高精度 2 电液伺服控制器硬件 电路设计 的伺服控制创造有利条件，为控制器实现各种复杂功 2．1 DSP和 FPGA外围电路设计 能提供硬件支持。为了能够采集编码器信号、解决高 2．1．1 D／A转换和运放电路设计 速CPU与低速 HMI的匹配问题和实现灵活的硬件编 数模转换器选用 AD公式生产 的双通道 l6位 程 ，利用 FPGA的硬件可编程功能，减少了外围器件 DAC芯片 DAC8534。芯片内部结构包括 CMOS逻辑 的数量，简化了电路设计。控制器的总体硬件方案如 单元、薄片电阻单元、双极MOS线性单元。图2中 图1所示。可以看出：控制器的核心采用的是高速数