申请/专利权人：北京精密机电控制设备研究所;中国运载火箭技术研究院

申请日：2019-02-26

公开（公告）日：2020-09-18

公开（公告）号：CN109905291B

主分类号：H04L12/26(20060101)

分类号：H04L12/26(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.18#授权;2019.07.12#实质审查的生效;2019.06.18#公开

摘要：基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，涉及伺服系统性能测试领域；包括伺服系统、模拟采集板、422总线数据采集板、显示器和打印机；其中，伺服系统包括伺服动力电源、伺服控制驱动器、机电作动器和负载；测试系统设定有两种通信频率，适应控制系统的5ms指令和适应频率特性测试的1ms指令；通过这种方式使得数据一一对应，数据处理简单高效；通信的保障上采用了循环链表、中断触发、故障自恢复等多种可靠性保障措施。可以实现稳定、高效、准确的伺服系统性能测试。本发明解决了系统动态性能测试不准确的问题，降低了调试难度，提高了测试精度。

主权项：1.基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：包括伺服系统、模拟采集板、422总线数据采集板、显示器和打印机；伺服系统：接收外部上位机传来的数字控制指令；对数字控制指令进行解析，解析出2种频率的控制指令；采用2种频率的控制指令驱动负载至预设位置，生成负载的数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；并将数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息反馈至上位机；将模拟角度信息发送至模拟采集板；将数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息发送至422总线数据采集板；模拟采集板：接收伺服系统传来的模拟角度信息，对2种频率控制指令驱动下的模拟角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；422总线数据采集板：接收伺服系统传来的数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；对2种频率控制指令驱动下的数字角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；将数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息通过显示器进行图形化显示。

全文数据：基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统技术领域本发明涉及一种伺服系统性能测试领域，特别是基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统。背景技术伺服系统需要进行动态特性测试，具体测试为上位机发出指令，然后伺服系统响应指令。根据响应相对于指令的相位和幅值来计算出伺服系统的动态特性。动态特性测试的准确性受到数据点密度、指令发出时间和数据采集时间的影响。常用解决RS422的伺服动态测试技术手段有通过工控机确定发出RS422指令和模拟采集的时间然后用指令和采集点数一一对应来计算伺服动态特性。由于工控机的系统时间精确度不高，常常造成指令和采集之间有1ms的延时，并且工控机发出指令的时间和RS422数字板卡真正把指令发出之间是有延时的，所以常常不能得到准确的数据且数据的一致性较差。受数据量的限制也有采用5ms为周期进行伺服系统测试的测控方法，但是5ms一个点的采样方式会使得采样点密度不够高，影响动态特性计算的精度。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，解决了系统动态性能测试不准确的问题，降低了调试难度，提高了测试精度。本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：包括伺服系统、模拟采集板、422总线数据采集板、显示器和打印机；伺服系统：接收外部上位机传来的数字控制指令；对数字控制指令进行解析，解析出2种频率的控制指令；采用2种频率的控制指令驱动负载至预设位置，生成负载的数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；并将数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息反馈至上位机；将模拟角度信息发送至模拟采集板；将数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息、数字状态监控信息发送至422总线数据采集板；模拟采集板：接收伺服系统传来的模拟角度信息，对2种频率控制指令驱动下的模拟角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；422总线数据采集板：接收伺服系统传来的数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；对2种频率控制指令驱动下的数字角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；将数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息通过显示器进行图形化显示。在上述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，所述的2种频率的控制指令包括周期为1ms的控制指令和周期为5ms的控制指令。在上述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，所述模拟采集板针对周期为1ms控制指令对应的模拟角度信息解析出幅值、频率和相位；模拟采集板针对周期为5ms控制指令对应的模拟角度信息解析出速度、位置。在上述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，所述422总线数据采集板，针对周期为1ms控制指令对应的数字角度信息解析出幅值、频率和相位；针对周期为5ms控制指令对应的数字角度信息解析出速度、位置。在上述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，所述伺服系统包括伺服动力电源、伺服控制驱动器、机电作动器和负载；伺服动力电源：为伺服控制驱动器供电；伺服控制驱动器：接收伺服动力电源的供电，接收外部上位机传来的数字控制指令，对数字控制指令进行解析，解析出2种频率的控制指令；采用2种频率的控制指令，驱动机电动作器；机电动作器：接收伺服控制驱动器传来的2种频率的控制指令，推动负载移动到预设位置；负载：在机电动作器的推动下，移动到预设位置，生成数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；将数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息反馈至外部上位机；将模拟角度信息发送至模拟采集板；将数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息发送至422总线数据采集板。在上述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，伺服控制驱动器采用2种频率的控制指令驱动机电动作器时，其中1种频率的控制指令完整驱动机电动作器一个驱动周期后，切换为另一种频率的控制指令继续驱动。本发明与现有技术相比具有如下优点：1本发明实现在RS422数字通信的系统下实现两种通信频率、适应控制系统测试和频率特性测试两种测试情况；2本发明考虑了通信链路上的延时对频率特性处理的影响，在RS422指令第一个帧发送的时候触发模拟采样，降低了数据处理难度；3本发明解决了系统动态性能测试不准确的问题。附图说明图1为本发明同步测控系统示意图；图2为本发明伺服系统示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：本发明提供基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，实现了数据一一对应，数据处理简单高效；通信的保障上采用了循环链表、中断触发、故障自恢复等多种可靠性保障措施。可以实现稳定、高效、准确的伺服系统性能测试。本发明解决了系统动态性能测试不准确的问题，降低了调试难度，提高了测试精度。如图1所示为同步测控系统示意图，由图可知，基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：包括伺服系统、模拟采集板、422总线数据采集板、显示器和打印机；伺服系统：接收外部上位机传来的数字控制指令；对数字控制指令进行解析，解析出2种频率的控制指令；采用2种频率的控制指令驱动负载至预设位置，生成负载的数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；并将数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息反馈至上位机；将模拟角度信息发送至模拟采集板；将数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息、数字状态监控信息发送至422总线数据采集板；模拟采集板：接收伺服系统传来的模拟角度信息，对2种频率控制指令驱动下的模拟角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；422总线数据采集板：接收伺服系统传来的数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；对2种频率控制指令驱动下的数字角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；将数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息通过显示器进行图形化显示。所述的2种频率的控制指令包括周期为1ms的控制指令和周期为5ms的控制指令。所述模拟采集板针对周期为1ms控制指令对应的模拟角度信息解析出幅值、频率和相位；模拟采集板针对周期为5ms控制指令对应的模拟角度信息解析出速度、位置。所述422总线数据采集板，针对周期为1ms控制指令对应的数字角度信息解析出幅值、频率和相位；针对周期为5ms控制指令对应的数字角度信息解析出速度、位置。图2所示为伺服系统示意图，由图可知，所述伺服系统包括伺服动力电源、伺服控制驱动器、机电作动器和负载；伺服动力电源：为伺服控制驱动器供电；伺服控制驱动器：接收伺服动力电源的供电，接收外部上位机传来的数字控制指令，对数字控制指令进行解析，解析出2种频率的控制指令；采用2种频率的控制指令，驱动机电动作器；机电动作器：接收伺服控制驱动器传来的2种频率的控制指令，推动负载移动到预设位置；负载：在机电动作器的推动下，移动到预设位置，生成数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；将数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息反馈至外部上位机；将模拟角度信息发送至模拟采集板；将数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息发送至422总线数据采集板。伺服控制驱动器用于接收指令，通过RS422通信把伺服系统状态量信息实时的反馈给上位机、驱动机电作动器动作。机电作动器为推动负载的执行机构，负载上装有模拟量角度传感器。负载的角度通过控制系统的模拟采集板卡采集。伺服系统状态量信息、负载上的模拟量角度信息以及指令是计算伺服特性的重要数据。伺服控制驱动器采用2种频率的控制指令驱动机电动作器时，其中1种频率的控制指令完整驱动机电动作器一个驱动周期后，切换为另一种频率的控制指令继续驱动。本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

权利要求：1.基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：包括伺服系统、模拟采集板、422总线数据采集板、显示器和打印机；伺服系统：接收外部上位机传来的数字控制指令；对数字控制指令进行解析，解析出2种频率的控制指令；采用2种频率的控制指令驱动负载至预设位置，生成负载的数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；并将数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息反馈至上位机；将模拟角度信息发送至模拟采集板；将数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息、数字状态监控信息发送至422总线数据采集板；模拟采集板：接收伺服系统传来的模拟角度信息，对2种频率控制指令驱动下的模拟角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；422总线数据采集板：接收伺服系统传来的数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；对2种频率控制指令驱动下的数字角度信息分别解析，将解析结果生成报表，通过打印机打印；将数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息通过显示器进行图形化显示。2.根据权利要求1所述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：所述的2种频率的控制指令包括周期为1ms的控制指令和周期为5ms的控制指令。3.根据权利要求2所述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：所述模拟采集板针对周期为1ms控制指令对应的模拟角度信息解析出幅值、频率和相位；模拟采集板针对周期为5ms控制指令对应的模拟角度信息解析出速度、位置。4.根据权利要求3所述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：所述422总线数据采集板，针对周期为1ms控制指令对应的数字角度信息解析出幅值、频率和相位；针对周期为5ms控制指令对应的数字角度信息解析出速度、位置。5.根据权利要求4所述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：所述伺服系统包括伺服动力电源、伺服控制驱动器、机电作动器和负载；伺服动力电源：为伺服控制驱动器供电；伺服控制驱动器：接收伺服动力电源的供电，接收外部上位机传来的数字控制指令，对数字控制指令进行解析，解析出2种频率的控制指令；采用2种频率的控制指令，驱动机电动作器；机电动作器：接收伺服控制驱动器传来的2种频率的控制指令，推动负载移动到预设位置；负载：在机电动作器的推动下，移动到预设位置，生成数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息；将数字角度信息、模拟角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息反馈至外部上位机；将模拟角度信息发送至模拟采集板；将数字角度信息、数字速度信息、数字电流信息、数字电压信息和数字状态监控信息发送至422总线数据采集板。6.根据权利要求5所述的基于RS422通信的高可靠双频率数模同步测控系统，其特征在于：伺服控制驱动器采用2种频率的控制指令驱动机电动作器时，其中1种频率的控制指令完整驱动机电动作器一个驱动周期后，切换为另一种频率的控制指令继续驱动。

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