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，我们提出了一种基于CANopen通信协议和驱动子协议的新方法。我们深入分析了CANopen协议的对象字典和报文格式，并详细介绍了在CANopen环境下实现PP、PV、HM三种模式的伺服控制状态机及其步骤转换，以及如何设置相应的报文。此外，我们利用CAN卡、伺服驱动设备以及PC系统搭建了实验平台，通过上位机界面成功实现了基于CANopen协议的伺服电机控制。实验结果表明，该方法简化了控制流程，提高了通讯速度与可靠性，使得用户能够轻松监控并操作伺服电机。

2、系统总体架构

我们的控制系统由PC主机、CANopen上位软件、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，而伺服控制部分则使用DSP402协议。作为从节点，伺服驱动设备具备完整的CANopen通信功能，它通过USB接口与总线连接，将信息传递给计算机上的上位软件；而上位软件则通过USBCAN适配器与从站进行数据交互。

CANopen 服务对象模型

在探讨 CANbus 有几根线 的同时，我们深入理解了 CANOpen 通信模型，它包括三个核心部分：通信单元（CI）、对象字典（OD）及应用过程（AP）。用户可以利用这些模型来描述功能完全不同的设备，并通过参数列表进行描述，其中包含16位索引及比特位置索引以便识别定位。在实际应用中，NMT用于网络管理，如主站对从站进行状态管理；SDO用于主站配置监控从站对象字典；PDO负责高速小型数据传输，而特殊功能对象用于同步网络中的通信内容。

服务模式介绍

为了更好地掌握各种模式，我们详细解释了PP（精确位置）、PV（精确速度）及HM（回零）的工作原理。在这些模式下，可以分别设定目标位置或速度，以实现精确运动或反馈调整。此外，每个状态都有其特定的转换规则，如“PowerDisabled”、“PowerEnabled”以及“Fault”，以确保安全运行。

系统硬件搭建与软件设计

我们首先搭建硬件平台，由于选择TI开发环境配置相关参数并建立DS301工程项目后，即完成调试运行并下载至驱动器中，在上位软件界面中测试SDO/PDO/NMT等通讯对象，最终验证所有硬件组件正常工作。而对于软件设计，则主要涉及到永磁同步电机闭环调节程序及 CANOpen 通信程序两大块。在初始化阶段，不仅完成DSP系统初始化，还需启动霍尔传感器编码器反馈UVW三路信号，以确定初始角度。此外，还需初始化通讯参数如节点地址波特率映射预定义各路等。

服务报文设置

在这一步骤中，我们学习如何使用SDO报文来配置各类参数，并根据不同模式切换到不同的状态。这包括PP/ PV/HM三个模态下的报文列表，其结构为COB-ID + 数据域，其中COB-ID为11bits，与8byte数据域共同构成一个完整消息。在实际操作时，可依次输入目标值，然后按照固定的步骤执行启动停车操作，从而达到所需效果。

控制验证实践

最后，我们在USBCAN适配器上的VB2008开发环境内创建监控界面，同时设置心跳周期TPDO发送周期以保证稳定连续读取过程数据。当执行每个模态时，上位软体显示正确无误且符合预期指标，为用户提供了一套直观易用的远程操控解决方案。