针对伺服电机远程控制的创新方案：基于CANopen协议的高效可靠伺服控制模式实现

引言

为了解决伺服电机远程控制中的复杂接线、单一控制方式和可靠性问题，提出了一种利用CANopen通信协议和驱动子协议的新方法。文章详细分析了CANopen协议的对象字典和报文格式，并介绍了在CANopen环境下实现PP、PV、HM三种伺服控制模式所需的报文设置。通过搭建实验平台，成功实现了基于CANopen协议的上位机界面对伺服电机的PP、PV、HM三种模式的精确控制。实验结果表明，该方法简化了操作流程，提高了通讯数据传输速度和可靠性，使用户能够轻松监控并操控伺服电机。

系统总体架构

本系统由PC机、CANopen上位机、USBCAN适配器和伺服驱动设备组成。整个系统采用DS301及DSP402两大部分来完成通信与运动控制任务，其中DS301负责建立连接，而DSP402则定义了用于运动器件状态管理与同步等功能。

CANopen伺服控制原理

a）CANopen通讯设备模型

在这个模型中，设备可以被分为三个主要部分：通信单元（包含收发模块）、对象字典（包含描述网络行为参数）以及应用过程（处理实际工作）。通过这些模型，可以对不同功能设备进行描述。

b）服务数据对象 (SDO)

SDO是主站与从站之间信息交换的一种方式，它允许主站访问从站对象字典中的参数进行配置或监控，同时也能快速传输过程数据信息。

c）过程数据对象 (PDO)

PDO是用来高速传输小型数据包到特定的目标，从而提供实时反馈给上位计算机构成感知到的物理世界状态。

d）同步报文 (SyncObj) 及紧急报文 (EmergencyObj)

这类特殊功能对象用于网络同步以及紧急情况下的通信，如同步PDO发送周期等关键时间点事件。

e）NMT - 网络管理报文

NMT主要用于主站对从站进行状态管理，以及从站在应答自身当前网络状态的情况下响应主站查询请求。此外，还包括预定义报文或者特殊能力象限，以支持多样的应用需求。

系统软硬件实现

a）系统硬件搭建

硬件搭建采用USBCAN适配器作为桥梁，将PC端与具有DSP芯片及符合CAN标准设计结构的一般工业级别PnP兼容性的工业级别PnP兼容性的工业级别PnP兼容性的工业级别PnP兼容性的Industrial级别ICs；使用TI开发环境配置相关参数，并下载到驱动器中；测试SDO/PDO/NMT等通讯后完成整体搭建验证。

b）

c）

控制模式验证：

通过USB-CAN接口将来自PC端软件产生信号转换为符合标准格式以供实际操作之用，上位程序向后台命令执行相应指令，这些指令直接影响到底层硬件以改变其运行状态。在这里，我们可以观察到了当我们的指令被正确地解析并且接受时会如何影响我们所选定目标值。这使得我们的输入输出循环更加流畅，让人更容易理解系统内部如何真正地工作。

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