基于FPGA的伺服驅(qū)動(dòng)器分周比設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

OSG被脈沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)后，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和方向信號(hào)，跳到下一個(gè)狀態(tài)。當(dāng)方向信號(hào)為正時(shí)，按照外環(huán)的逆時(shí)針?lè)较蚯袚Q狀態(tài)，產(chǎn)生A'相超前B'相 90°的正交脈沖序列；當(dāng)方向信號(hào)為負(fù)時(shí)，按照內(nèi)環(huán)的順時(shí)針?lè)较蚯袚Q狀態(tài)，產(chǎn)生B'相超前A'相90°的正交脈沖序列，仿真如6所示。

圖6中，dir為方向信號(hào)，其跳變沿即方向變化處。由圖6可見(jiàn)，電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)順序?yàn)?0→11→01→00(反向)→01→11→10→…。實(shí)現(xiàn)了相位隨輸入信號(hào)的切換。
最后，對(duì)分周比功能整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，輸入為正交的脈沖序列。輸入模仿實(shí)際電機(jī)光電編碼器脈沖輸出對(duì)脈沖相位反復(fù)切換以驗(yàn)證電機(jī)定位后的輸出。仿真如圖7所示。
從圖7中可見(jiàn)，當(dāng)輸入信號(hào)pula，pulb相位不斷切換時(shí)，輸出pula1，pulb1按照3分頻，滿足3或-3后輸出新的正交序列。實(shí)際實(shí)驗(yàn)波形如圖8所示。

圖8中，波形1、波形2分別是光電編碼器輸出的A相、B相正交脈沖。波形3、波形4分別是對(duì)A相、B相正交脈沖3分頻后的A'相、B'相正交脈沖。觀察圖 7，圖8，結(jié)果一致。用此方案實(shí)現(xiàn)的分周比已經(jīng)成功應(yīng)用于高精度伺服驅(qū)動(dòng)器中，在實(shí)際應(yīng)用中反復(fù)驗(yàn)證，未發(fā)現(xiàn)誤差。

4 結(jié) 語(yǔ)
本文提出的分周比實(shí)現(xiàn)方法可以準(zhǔn)確地將光電編碼器輸出的正交信號(hào)按照設(shè)定的分周比進(jìn)行分頻。通過(guò)設(shè)定分頻比可以實(shí)現(xiàn)1～256倍的分頻，甚至更高。在實(shí)際系統(tǒng)中，還可以利用MCU通過(guò)總線在線配置分周比。假如要實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)比例的分周比，也只需在本方案基礎(chǔ)上稍加改進(jìn)即可。