超级先进的现场总线协议大集合实现远程CANopen伺服电机控制系统

  • 天文科普
  • 2024年12月21日
  • 针对伺服电机远程控制,基于CANopen协议实现的新型伺服控制系统设计与验证 引言 为了解决现有的伺服电机远程控制系统在接线复杂、控制单一、可靠性不高等问题,我们提出了一种利用CANopen通信协议和驱动子协议的新方法。该方法分析了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报文设置。通过搭建实验平台

超级先进的现场总线协议大集合实现远程CANopen伺服电机控制系统

针对伺服电机远程控制,基于CANopen协议实现的新型伺服控制系统设计与验证

引言

为了解决现有的伺服电机远程控制系统在接线复杂、控制单一、可靠性不高等问题,我们提出了一种利用CANopen通信协议和驱动子协议的新方法。该方法分析了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报文设置。通过搭建实验平台,我们成功实现了基于CANopen协议的上位机界面对伺服电机进行PP、PV、HM三种模式的精确控制。

系统总体架构

本系统由PC机、CANopen上位机、USBCAN适配器以及伺服驱动设备组成。其中,CANopen通讯部分采用DS301协议,而伺servocontrol部分则使用DSP402协议。伺服务为从节点,其具有CANopen通讯功能,负责处理电流、高速率数据传输,以及位置反馈信息传送给计算机上的上位机界面。

CANopen伺服务原理

3.1 CANopen设备模型

我们首先介绍了CANopen设备模型,它包括通信单元(Communication Unit)、对象字典(Object Dictionary)和应用过程(Application Process)。用户可以通过这个模型描述功能完全不同的设备,并且所有参数都可以通过16位索引和位子索引进行识别与定位。

3.2 通信部分

通信部分由两大关键组件构成:收发器及时序管理单元。此外,还有一个重要概念,即特殊功能对象,它们定义了同步网络中的PDO传输方式。

服务器状态转换图示

系统软硬件实现

5.1 硬件搭建

硬件搭建主要涉及到USBCAN适配器与PC主板之间建立连接,以及配置好相关参数并完成软件调试下载至驱动器中。在测试SDO/PDO/NMT等通讯对象后,如果结果正确,则认为硬件搭建已完成。

5.2 软件设计

软件设计主要包含闭环控制程序和CANOPEN协议层两个方面。在初始化阶段,我们首先初始化DSP系统,然后是初始化通讯部分,这包括设置从站节点地址和波特率,以及预定义映射等步骤。在运行阶段,我们将编码器反馈UVW信号用于判断初始角度位置,同时进入通信处理程序以响应来自主站的指令。

服务器控命令报文设置

7-9,同原内容

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