1、引言

针对伺服电机远程控制面临的复杂接线、单一控制和可靠性问题，我们提出了基于CANopen通信协议和驱动子协议的新方法。我们分析了CANopen协议的对象字典和报文格式，并详细介绍了CANopen伺服控制状态机各步骤的转换以及实现PP、PV、HM三种模式下CANopen协议下的报文设置。利用CAN卡和伺服驱动设备，以及PC机构，建立了实验平台。在上位机界面中通过报文设置，我们成功实现了基于CANopen协议的伺服电机控制。实验结果显示，该方法简化了操作流程，提高了数据传输速度与可靠性，让用户能够更好地监控伺服电机。

2、系统总体架构

整个系统由PC机、CANopen上位机、USBCAN适配器和伺服驱动设备组成。其中，CANopen通讯部分采用DS301协议，而伺服控制部分使用DSP402协议。伺服驱动设备作为从节点，有着强大的通讯能力，它负责处理电机的当前状态，并将这些信息通过通信接口发送至计算机上的上位机界面。此外，上位机会通过USBCAN适配器来对伺伏驱动设备进行精确的控制。

CANopen 伪服务 控制原理

3.1 CANOPEN 通信模型

在这个模型中，通信单元是基础，可以包含多个对象字典；应用过程则是可以访问这些参数列表并执行功能操作的一个虚拟实体；而用户可以根据这个描述来完全不同的设备进行描述。

3.2 对象字典与应用过程

每个对象都有一个16位索引用于识别，同时还有一个比特位置索引用以定位它们。这使得我们能够轻松地获取或修改任何参数。而所有这些内容都是通过预定义的一系列特殊功能对象（如同步报文、高速PDO等）来完成，这些特殊功能对象提供了一系列标准化且高效的手段用于网络中的数据交换。

4 系统软件设计与硬件搭建

4.1 硬件搭建

本次设计选择使用USB-CAN适配器连接到PC主板，并配置好相关参数，在TI开发环境中调试运行后下载至驱动器中。在上位机会测试SDO/PDO/NMT等通讯对象，以验证硬件搭建是否正确无误。

4.2 软件设计

软件分为两大部分：闭环运动控制程序及CANOPEN通讯实现。本程序主要在CCS环境下编写，其中包括初始化工作，如全局变量初始化、中断使能以及霍尔传感器反馈UVW信号解析。此外，还涉及到通信初始化，如设置从站地址及波特率，以及预定义映射后的通讯处理程序调用。

5 服务器报告设置

5.1 CANOPEN 报文结构

每个报文由11-bit COB-ID（命令标识符）以及最长8-byte 数据域构成。在上位机会利用NMT报文进入预备状态或者运行状态，然后再通过SDO报文设定各种参数及状态，将其映射到PDO里读取以判断是否达到目标值，从而确定是否需要调整进度或停止运动，这样即可按照不同模式进行运作，即PP/Position Mode, PV/Speed Mode, HM/Home Position Mode.

6 实验验证

6.1 PP 模式实验曲线展示，

在此模式下，当目标位置被设定后，电池首先加速至设定的速度值，然后保持匀速直至达到目标位置。当需要改变位置时，只需输入新的目标值，即可开始新的移动路径，无论是正向还是逆向，都会相应地调整方向继续前进。

6.2 PV 模式曲线展示，

同样，在PV模态下，当设定的速度被输入后，将会首先加速到该速度，然后维持该速度水平。如果要改变运行速度，只需重新输入新的数值，就能启动减速或加速循环。

6.3 HM 模式曲线展示，

最后，在HM模态下，由于其回零方式多样，因此不仅仅是在起始点停留，而是一系列复杂过程，但依然遵循以上规则，如果需要改变回零方式，也只需简单更新指令即可执行所需行动。

7 结论

总结来说，本系统实施有效解决了远程操控的问题，使得操作更加灵活且精确，为工程师提供了一套优雅而强大的工具去管理现代工业自动化场景中的机械部件，无论是生产制造还是日常维护，本系统都能提供卓越性能并保证安全稳定的运行条件，为未来的技术发展奠定坚实基础。