本發(fā)明涉及伺服控制、電子信息技術、消費電子技術等領域，具體的說，是一種基于DSP技術設計的伺服系統(tǒng)控制電路。

背景技術：

伺服(Servo)是ServoMechanism一詞的簡寫，來源于希臘，其含義是奴隸，顧名思義，就是指系統(tǒng)跟隨外部指令進。

行人們所期望的運動，而其中的運動要素包括位置、速度和力矩等物理量。回顧伺服系統(tǒng)的發(fā)展歷程，從最早的液壓、氣動到如今的電氣化，由伺服電機、反饋裝置與控制器組成的伺服系統(tǒng)已經走過了近50個年頭。

如今，隨著技術的不斷成熟，交流伺服電機技術憑借其優(yōu)異的性價比，逐漸取代直流電機成為伺服系統(tǒng)的主導執(zhí)行電機。交流伺服系統(tǒng)技術的成熟也使得市場呈現(xiàn)出快速的多元化發(fā)展，并成為工業(yè)自動化的支撐性技術之一。

伺服系統(tǒng)(servomechanism)又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。它的主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量(系統(tǒng)的輸出量)是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機械位移(或轉角)準確地跟蹤輸入的位移(或轉角)，其結構組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。伺服系統(tǒng)最初用于國防軍工,如火炮的控制,船艦、飛機的自動駕駛,導彈發(fā)射等,后來逐漸推廣到國民經濟的許多部門,如自動機床、無線跟蹤控制等。

步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機，是現(xiàn)代數字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應用極為廣泛。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

步進電機是一種感應電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。

雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能像普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產品之一，廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經濟領域都有應用。

電子技術是根據電子學的原理，運用電子元器件設計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的科學，包括信息電子技術和電力電子技術兩大分支。信息電子技術包括Analog(模擬)電子技術和Digital(數字)電子技術。電子技術是對電子信號進行處理的技術，處理的方式主要有：信號的發(fā)生、放大、濾波、轉換。

電子技術是十九世紀末、二十世紀初開始發(fā)展起來的新興技術，二十世紀發(fā)展最迅速，應用最廣泛，成為近代科學技術發(fā)展的一個重要標志。在十八世紀末和十九世紀初的這個時期，由于生產發(fā)展的需要，在電磁現(xiàn)象方面的研究工作發(fā)展得很快。1895年，荷蘭物理學家亨得里克·安頓·洛倫茲假定了電子存在。1897年，英國物理學家湯姆遜(J.J.Thompson)用試驗找出了電子。1904年，英國人J.A.Fleming發(fā)明了最簡單的二極管(diode或valve)，用于檢測微弱的無線電信號。1906年，L.D.Forest在二極管中安上了第三個電極(柵極，grid)發(fā)明了具有放大作用的三極管，這是電子學早期歷史中最重要的里程碑。1948年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發(fā)明晶體管。1958年集成電路的第一個樣品見諸于世。集成電路的出現(xiàn)和應用，標志著電子技術發(fā)展到了一個新的階段。

電子技術研究的是電子器件及其電子器件構成的電路的應用。半導體器件是構成各種分立、集成電子電路最基本的元器件。隨著電子技術的飛速發(fā)展，各種新型半導體器件層出不窮。現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展方向，是從以低頻技術處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學，向以高頻技術處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件，表明傳統(tǒng)電力電子技術已經進入現(xiàn)代電力電子時代。

電子產品是以電能為工作基礎的相關產品，主要包括：電話、電視機、影碟機(VCD、SVCD、DVD)、錄像機、攝錄機、收音機、收錄機、組合音箱、激光唱機(CD)、電腦、移動通信產品等。

電子技術是歐洲、美國等西方國家在十九世紀末、二十世紀初開始發(fā)展起來的新興技術，最早由美國人莫爾斯1837年發(fā)明電報開始，1875年美國人亞歷山大貝爾發(fā)明電話，1902年英國物理學家弗萊明發(fā)明電子管。電子產品在二十世紀發(fā)展最迅速，應用最廣泛，成為近代科學技術發(fā)展的一個重要標志。

第一代電子產品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導體三極管，它以小巧、輕便、省電、壽命長等特點，很快地被各國應用起來，在很大范圍內取代了電子管。五十年代末期，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上，使電子產品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路，從而使電子產品向著高效能低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。

由于，電子計算機發(fā)展經歷的四個階段恰好能夠充分說明電子技術發(fā)展的四個階段的特性，所以下面就從電子計算機發(fā)展的四個時代來說明電子技術發(fā)展的四個階段的特點。

消費電子產品：

消費電子(非生活必需電子產品)一般指消費電子產品，英語Consumer electronics，指供日常消費者生活使用的電子產品。消費電子產品在世界各地均有制造，由于中國大陸低成本優(yōu)勢，生產相對集中。

消費類電子產品在不同發(fā)展水平的國家有不同的內涵，在同一國家的不同發(fā)展階段有不同的內涵。

我國消費類電子產品是指用于個人和家庭與廣播、電視有關的音頻和視頻產品，主要包括：電視機、影碟機(VCD、SVCD、DVD)、錄像機、攝錄機、收音機、收錄機、組合音響、電唱機、激光唱機(CD)等。而在一些發(fā)達國家，則把電話、個人電腦、家庭辦公設備、家用電子保健設備、汽車電子產品等也歸在消費類電子產品中。隨著技術發(fā)展和新產品新應用的出現(xiàn)，數碼相機、手機、PDA等產品也在成為新興的消費類電子產品。從二十世紀九十年代后期開始，融合了計算機、信息與通信、消費類電子三大領域的信息家電開始廣泛地深入家庭生活，它具有視聽、信息處理、雙向網絡通訊等功能，由嵌入式處理器、相關支撐硬件(如顯示卡、存儲介質、IC卡或信用卡的讀取設備)、嵌入式操作系統(tǒng)以及應用層的軟件包組成。廣義上來說，信息家電包括所有能夠通過網絡系統(tǒng)交互信息的家電產品，如PC、機頂盒、HPC、DVD、超級VCD、無線數據通信設備、視頻游戲設備、智能電視盒、WEBTV等。目前，音頻、視頻和通訊設備是信息家電的主要組成部分。從長遠看，電冰箱、洗衣機、微波爐等也將會發(fā)展成為信息家電，并構成智能家電的組成部分。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于DSP技術設計的伺服系統(tǒng)控制電路，通過控制電路與伺服系統(tǒng)相配合，實現(xiàn)伺服系統(tǒng)的控制，在伺服系統(tǒng)內設置的散熱控制電路能夠有效保障伺服系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，在散熱控制電路內設置包括供電電路、控制信號處理電路及風扇電路在內的電路，用于對伺服系統(tǒng)進行散熱處理；在控制信號處理電路內，基于三極管而設計，將由控制電路所發(fā)出的控制信號進行處理，從而實現(xiàn)對風扇電路通斷控制。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：一種基于DSP技術設計的伺服系統(tǒng)控制電路，在所述伺服系統(tǒng)控制電路內設置有相互連接的控制電路及伺服系統(tǒng)，在伺服系統(tǒng)內設置有散熱控制電路，所述散熱控制電路包括供電電路、控制信號處理電路及風扇電路，供電電路連接控制信號處理電路，控制信號處理電路分別連接風扇電路及控制電路；在所述控制信號處理電路內設置有電位器W1、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管Q1、三極管Q2及三極管Q3，電位器W1的第一固定端分別與三極管Q1的發(fā)射極及供電電路的輸出端相連接，電位器W1的第二固定端連接可調端且分別與電阻R7的第一端和電阻R6的第一端相連接，電阻R7的第二端通過電阻R5連接三極管Q2的基極，且電阻R7的第二端與控制電路相連接，電阻R6的第二端分別與三極管Q2的集電極和三極管Q3的基極相連接，所示Q2的發(fā)射極與三極管Q3的發(fā)射極相連接且接地，三極管Q3的集電極通過電阻R4連接三極管Q1的基極，且三極管Q1的集電極與風扇電路相連接。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：在所述控制電路內設置有供電系統(tǒng)、處理器電路、電流檢測電路及存儲器電路，所述伺服系統(tǒng)的伺服機構分別與電流檢測電路、處理器電路及供電系統(tǒng)相連接，存儲器電路連接處理器電路，供電系統(tǒng)與處理器電路相連接。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：在所述處理器電路內設置有中央處理器、測試接口電路及CAN接口電路，所述中央處理器分別與測試接口電路、CAN接口電路、存儲器電路及供電系統(tǒng)相連接。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：在所述供電系統(tǒng)內設置有電壓轉換電路、整流濾波電路及功率驅動電路，電壓轉換電路與中央處理器相連接，整流濾波電路連接功率驅動電路，功率驅動電路連接中央處理器，功率驅動電路還與伺服機構相連接，所述電流檢測電路連接中央處理器。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：所述中央處理器采用TMS320LF2407。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：所述中央處理器通過隔離耦合電路連接功率驅動電路，且所述電流檢測電路與隔離耦合電路相連接。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：在所述供電電路內設置有電感T1、電容C1、電阻R1、二極管D1、電容C2、電容C3、電阻R2、電容C4、電容C5及電阻R3，電感T1的第一端連接電容C1的第一端和二極管D1的第一端，電容C1的第二端連接電阻R1的第一端，電阻R1的第二端分別與二極管D1的第二端、電容C2的第一端、電容C3的第一端及電阻R2的第一端相連接，電阻R2的跌倒分別與電容C4的第一端、電容C5的第一端、電阻R3的第一端及電位器W1的第一固定端相連接，電感T1的第二端、電容C2的第二端、電容C3的第二端、電容C4的第二端、電容C5的第二端及電阻R3的第二端共接且接地。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：所述二極管D1的正極連接電感T1的第一端，電容C3采用電解電容，且電容C3的正極連接電阻R2的第一端，電容C5采用電解電容，且電容C5的正極連接電阻R2的第二端。

進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設置結構：在所述風扇電路內設置有熔斷器FU1、電動機M1、熔斷器FU2及電動機M2，所述三極管Q1的集電極通過熔斷器FU1連接電動機M1的第一接線端，三極管Q1的集電極通過熔斷器FU2連接電動機M2的第一接線端，且電動機M1的第二接線端和電動機M2的第二接線端共接且接地。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

本發(fā)明通過控制電路與伺服系統(tǒng)相配合，實現(xiàn)伺服系統(tǒng)的控制，在伺服系統(tǒng)內設置的散熱控制電路能夠有效保障伺服系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，在散熱控制電路內設置包括供電電路、控制信號處理電路及風扇電路在內的電路，用于對伺服系統(tǒng)進行散熱處理；在控制信號處理電路內，基于三極管而設計，將由控制電路所發(fā)出的控制信號進行處理，從而實現(xiàn)對風扇電路通斷控制。

本發(fā)明采用高性能控制策略的控制系統(tǒng)具有很好自適應能力和抗干擾能力,能夠在參數時變及干擾等惡劣的工況下保證系統(tǒng)良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構框圖。

圖2為本發(fā)明所述散熱控制電路圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

值得注意的是，在本發(fā)明的實際應用中，不可避免的會應用到軟件程序，但申請人在此聲明，該技術方案在具體實施時所應用的軟件程序皆為現(xiàn)有技術，在本申請中，不涉及到軟件程序的更改及保護，只是對為實現(xiàn)發(fā)明目的而設計的硬件架構的保護。

實施例1：

一種基于DSP技術設計的伺服系統(tǒng)控制電路，通過控制電路與伺服系統(tǒng)相配合，實現(xiàn)伺服系統(tǒng)的控制，在伺服系統(tǒng)內設置的散熱控制電路能夠有效保障伺服系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，在散熱控制電路內設置包括供電電路、控制信號處理電路及風扇電路在內的電路，用于對伺服系統(tǒng)進行散熱處理；在控制信號處理電路內，基于三極管而設計，將由控制電路所發(fā)出的控制信號進行處理，從而實現(xiàn)對風扇電路通斷控制，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：在所述伺服系統(tǒng)控制電路內設置有相互連接的控制電路及伺服系統(tǒng)，在伺服系統(tǒng)內設置有散熱控制電路，所述散熱控制電路包括供電電路、控制信號處理電路及風扇電路，供電電路連接控制信號處理電路，控制信號處理電路分別連接風扇電路及控制電路；在所述控制信號處理電路內設置有電位器W1、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管Q1、三極管Q2及三極管Q3，電位器W1的第一固定端分別與三極管Q1的發(fā)射極及供電電路的輸出端相連接，電位器W1的第二固定端連接可調端且分別與電阻R7的第一端和電阻R6的第一端相連接，電阻R7的第二端通過電阻R5連接三極管Q2的基極，且電阻R7的第二端與控制電路相連接，電阻R6的第二端分別與三極管Q2的集電極和三極管Q3的基極相連接，所示Q2的發(fā)射極與三極管Q3的發(fā)射極相連接且接地，三極管Q3的集電極通過電阻R4連接三極管Q1的基極，且三極管Q1的集電極與風扇電路相連接。

在設計使用時，控制電路所發(fā)出的控制信號將經由控制信號處理電路進行處理后，對風扇電路的通斷進行控制，所述供電電路將交流電轉換為直流端并為控制信號處理電路供電。

實施例2：

本實施例是在上述實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：在所述控制電路內設置有供電系統(tǒng)、處理器電路、電流檢測電路及存儲器電路，所述伺服系統(tǒng)的伺服機構分別與電流檢測電路、處理器電路及供電系統(tǒng)相連接，存儲器電路連接處理器電路，供電系統(tǒng)與處理器電路相連接。

在設計使用時，所述供電系統(tǒng)分別為處理器電路、伺服系統(tǒng)的伺服機構供電；所述電流檢測電路對伺服機構進行電流檢測，并將檢測的電流信號傳輸到處理器電路內進行處理(比較、形成策略等)；所述存儲器電路能夠有效提高處理器電路的數據處理性能及靈敏度。

實施例3：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：在所述處理器電路內設置有中央處理器、測試接口電路及CAN接口電路，所述中央處理器分別與測試接口電路、CAN接口電路、存儲器電路及供電系統(tǒng)相連接。

實施例4：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：在所述供電系統(tǒng)內設置有電壓轉換電路、整流濾波電路及功率驅動電路，電壓轉換電路與中央處理器相連接，整流濾波電路連接功率驅動電路，功率驅動電路連接中央處理器，功率驅動電路還與伺服機構相連接，所述電流檢測電路連接中央處理器。

所述CAN接口電路負責與上位機進行通訊,通過總線接收對伺服系統(tǒng)的控制信息；測試接口電路為仿真器與微機的接口電路,便于系統(tǒng)進行在線調試，此端口由仿真器直接訪問并提供仿真功能；所述電流檢測電路采用了價格較低的電阻器和價格較高但性能好的電磁隔離式霍爾傳感器兩套電路來檢測伺服系統(tǒng)內的永磁同步電機的相電流；所述功率驅動電路是進行能量轉換、驅動伺服系統(tǒng)工作的強電電路。

實施例5：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：所述中央處理器采用TMS320LF2407。

實施例6：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：所述中央處理器通過隔離耦合電路連接功率驅動電路，且所述電流檢測電路與隔離耦合電路相連接。

實施例7：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：在所述供電電路內設置有電感T1、電容C1、電阻R1、二極管D1、電容C2、電容C3、電阻R2、電容C4、電容C5及電阻R3，電感T1的第一端連接電容C1的第一端和二極管D1的第一端，電容C1的第二端連接電阻R1的第一端，電阻R1的第二端分別與二極管D1的第二端、電容C2的第一端、電容C3的第一端及電阻R2的第一端相連接，電阻R2的跌倒分別與電容C4的第一端、電容C5的第一端、電阻R3的第一端及電位器W1的第一固定端相連接，電感T1的第二端、電容C2的第二端、電容C3的第二端、電容C4的第二端、電容C5的第二端及電阻R3的第二端共接且接地。在設計使用時，電感T1從220V交流電上感應取電，并利用由電容C1、電阻R1、二極管D1、電容C2、電容C3、電阻R2、電容C4、電容C5及電阻R3組成的整流電路、降壓電路及濾波電路，得到穩(wěn)定的直流電壓(優(yōu)選采用24V)，而后為三極管Q1供電。

實施例8：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：所述二極管D1的正極連接電感T1的第一端，電容C3采用電解電容，且電容C3的正極連接電阻R2的第一端，電容C5采用電解電容，且電容C5的正極連接電阻R2的第二端。

實施例9：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優(yōu)化，進一步的為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1、圖2所示，特別采用下述設置結構：在所述風扇電路內設置有熔斷器FU1、電動機M1、熔斷器FU2及電動機M2，所述三極管Q1的集電極通過熔斷器FU1連接電動機M1的第一接線端，三極管Q1的集電極通過熔斷器FU2連接電動機M2的第一接線端，且電動機M1的第二接線端和電動機M2的第二接線端共接且接地，熔斷器FU1和熔斷器FU2的設置能夠實現(xiàn)電動機M1和電動機M2短路保護。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內。