CN100447695C - 动态速度信号测试板 - Google Patents
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Abstract
动态速度信号测试板，由缓冲器、锁存器、隔离驱动、地址译码电路、时序控制电路、延时计数器，时间基准和计算机接口组成，位置测量装置输出的位置测量值分别经过缓冲器、锁存器和隔离驱动以固定时间间隔读入计算机接口，地址译码的输出、位置测量装置的刷新信号、计算机接口的读写控制信号均送入时序控制电路，由时序控制电路的输出信号控制延时计数器工作，当收到位置刷新信号时，时序控制电路输出控制信号控制延时计数器开始工作，当计算机读取时，地址译码信号和读写控制信号共同作用于时序控制电路，时序控制电路输出控制信号使延时计数器停止计数，从而获得延时的计数值，该延时的计数值通过隔离驱动送入计算机接口；时间基准为延时计数器提供基准脉冲。本发明具有实时、动态和准确测量的优点。
Description
技术领域
本发明涉及伺服系统运动控制技术，特别是一种动态速度信号测试板。
背景技术
伺服系统的运动控制是一类重要的控制问题，关于运动控制，国内外的研究集中在位置控制上，而在以往的速度控制中，衡量速度精度的指标都是平均速度。随着捷联式惯导设备的逐渐推广应用，越来越多的情况下，要求伺服系统既能跟踪位置的动态输入信号，又能跟踪速度的动态输入信号。目前伺服系统的动态跟踪控制中，速度伺服跟踪是一个新问题，有关速度伺服控制方面的理论研究及工程实践较少，存在的主要问题在于：缺乏高精度的速度信号传感器、高精度、高质量的速度信号的实时获取困难。所以速度信号的动态实时测量就成为一种关键技术。
一种采用复合控制方案的直接速度伺服控制方法如图1所示，速度指令信号经过前馈环节4’，与经过速度测试板1’实际得到的速度信号在相加点5’汇合，经运算将误差值送入控制器2’，经过控制律的计算后输出给被控对象3’。这样，能否实现速度信号的实时、动态、准确测量就成为能否满足速度跟踪控制要求的关键。但目前，国内外的有关速度测试均是静态的，不能实时、动态、准确测量速度信号。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种实时、动态和准确测量速度信号的动态速度信号测试板。
本发明的技术解决方案是：动态速度信号测试板，其特点在于：它由缓冲器、锁存器、隔离驱动、地址译码电路、时序控制电路、延时计数器，时间基准和计算机接口组成，位置测量装置的刷新信号和地址译码的输出信号分别输入至锁存器，以控制位置测量装置输出的位置测量值分别经过缓冲器、锁存器和隔离驱动以固定时间间隔读入计算机接口，地址译码的输出、位置测量装置的刷新信号、计算机接口的读写控制信号均送入时序控制电路，由时序控制电路的输出信号控制延时计数器工作，当收到位置刷新信号时，时序控制电路输出控制信号控制延时计数器开始工作，而当计算机读取时，地址译码信号和读写控制信号共同作用于时序控制电路，时序控制电路输出控制信号使延时计数器停止计数，从而获得延时的计数值，该延时的计数值通过隔离驱动送入计算机接口，时间基准为延时计数器提供基准脉冲，根据脉冲的不同频率可使计数器有不同的分辨率和计数范围。
本发明与现有技术相比的优点是：可使用现有的位置测量装置获得高质量的实时动态速度测量信号，满足速度跟踪控制的需要。
附图说明
图1为本发明动态速度信号测试板在速度控制系统中的示意图；
图2虚线框内为本发明动态速度信号测试板的结构示意图；
图3为本发明动态速度信号测试板的原理电路图。
具体实施方式
如图2所示，本发明由PC总线接口2、缓冲器3、锁存器4、地址译码电路5、时序控制电路6、时间基准7、延时计数器8、隔离驱动电路9和10，虚线框外的为位置测量装置1，其输出为位置测量值和刷新信号。
本发明的设计为基于PC机总线的结构形式，测试板具有可插入PC机AT总线插槽的底脚，在使用时将其插入PC机的ISA总线槽，与位置测量装置的接口设计为D型插头或插座的形式，
使用时，位置测量值在地址译码5的输出信号控制下，经过缓冲器3、锁存器4和隔离驱动10以固定时间间隔读入计算机接口2。由于计算机是定时读取角度值，所以从位置值输出刷新到计算机读取之间存在时间延迟，这样，在系统以一定速度运动即角度变化时，会造成速度计算的误差，而在高精度伺服系统中，该误差将对系统性能产生影响，这是不能允许的。为消除这种误差，在测试板中设计了延时计数功能，地址译码5的输出、位置测量装置的刷新信号、PC机接口的读写控制信号均送入时序控制电路6，由时序控制电路6的输出信号控制延时计数器8工作。当收到位置刷新信号时，时序控制电路6控制计数器8开始工作，而当计算机读取时，地址译码信号和读写控制信号共同作用于时序控制电路6，于是时序控制电路6输出信号使计数器8停止计数，从而获得延时的计数值。该计数值通过隔离驱动9送入计算机接口2，时间基准7为延时计数器8提供基准脉冲，根据脉冲的不同频率可使计数器有不同的分辨率和计数范围，设基准脉冲的频率为f赫兹，则计数器的分辨率为1/f秒，计数范围为0～65535/f秒。
如图3所示，U1、U8、U9、U10、U11A～U11D、U12、U14A～U14D组成地址译码电路5，其输入为地址信号，输出为地址译码信号；U5、U6、U7、U18是位置测量值的缓冲器3，U2、U3、U4、U16是锁存器4；U23、U24、U25、U26是纪录延迟时间的延时计数器8，它的启动和停止受时序电路控制；U27、U28为延时计数器的锁存器3；U0为晶振，是为计数器提供时间基准7；U12A、U12B与U15A、U15B、U22A～U22D组成时序控制电路，当收到位置刷新信号时启动计数器，当计算机接口读取数据时，使计数器停止计数。U19和U20为隔离驱动芯片，对计数器和锁存器的输出加以驱动送入计算机内。图3中的D1为本测试板与位置测量装置的接口，设计为D型插座形式，PCXT及AT为PC机的总线插槽。
Claims (3)
1、动态速度信号测试板，其特征在于：它由缓冲器、锁存器、隔离驱动、地址译码电路、时序控制电路、延时计数器，时间基准和计算机接口组成，位置测量装置的刷新信号和地址译码的输出信号分别输入至锁存器，以控制位置测量装置输出的位置测量值分别经过缓冲器、锁存器和隔离驱动以固定时间间隔读入计算机接口，地址译码的输出、位置测量装置的刷新信号、计算机接口的读写控制信号均送入时序控制电路，由时序控制电路的输出信号控制延时计数器工作，当收到位置刷新信号时，时序控制电路输出控制信号控制延时计数器开始工作，当计算机读取时，地址译码信号和读写控制信号共同作用于时序控制电路，时序控制电路输出控制信号使延时计数器停止计数，从而获得延时的计数值，该延时的计数值通过隔离驱动送入计算机接口；时间基准为延时计数器提供基准脉冲。
2、根据权利要求1所述的动态速度信号测试板，其特征在于：通过改变基准脉冲的频率使计数器有不同的分辨率和计数范围。
3、根据权利要求1所述的动态速度信号测试板，其特征在于：所述的测试板具有可插入PC机AT总线插槽的底脚。
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