超级先进的CAN总线介绍如何以夸张方式实现伺服电机远程控制基于CANopen的伺服控制模式
1、引言
针对伺服电机远程控制面临的复杂接线、单一控制方式和可靠性问题,我们提出了一种基于CANopen通信协议和驱动子协议的新方法来实现伺服电机的控制。我们详细分析了CANopen协议中的对象字典和报文格式,并介绍了在CANopen环境下的PP、PV、HM三种模式下伺服控制状态机的转换,以及如何设置相关报文。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三种模式的控制。
2、系统总体架构
我们的控制系统由PC机、高级上位机(支持CANopen)、USBCAN适配器以及伺服驱动设备组成。整体架构分为两部分:通讯部分采用DS301协议,负责数据传输;而伺服控制部分则使用DSP402协议,负责执行实际运动命令。
3、CANopen伺服控制原理
a)CANopen通讯设备模型
我们将设备模型分为三个主要部分:通信单元(包含收发器)、对象字典及应用过程。在这个模型中,对象字典是核心,它包含描述设备及其网络行为参数列表。此外,每个参数都有一个16位索引值与之关联。
b)服务数据对象(SDO)
SDO用于主站配置从站并监控其状态,同时传输高速小型数据。这使得用户可以通过访问从站对象字典来配置参数和监控状态信息。
c)过程数据对象(PDO)
PDO用于高速传输从站过程数据,如位置或速度信息,这些信息对于实时跟踪重要。
d)同步报文等特殊功能对象
这些特殊功能对象提供同步网络中PDO报告方法,以确保所有参与者能有效地协同工作。
e)应用过程
这是连接设备与主站上位机之间纽带,其核心功能包括参数配置、状态管理以及高效率传输过程数据信息到主站上位机会直接影响到整个系统性能。
4.1 CANbus总线介绍:
CAN (Controller Area Network) 是一种多节点网络技术。
由于其可靠性强,可以承受较高程度的事故。
CAN是一种无中央总线管理结构,使得每个节点均有相等权利发送消息。
数据以帧形式发送,每帧包含ID(唯一标识符)、DLC(长度字段),以及0至8个二进制字节(data bytes)。
4.2 优点:
实时性好,即使在严重干扰的情况下也能够保证一定程度上的实时性。
可扩展性强,可以轻松增加或减少节点数目,而不需要更改现有的硬件或软件结构。
易于维护,因为每个节点都是独立运行且具有相同权限,因此任何一个节点失败不会影响整个网络操作。