基于BiSS协议的编码器及其在伺服驱动系统中的应用.pdf

《基于BiSS协议的编码器及其在伺服驱动系统中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《电气自动化)2011年第33卷第3期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControI基于BiSS协议的编码器及其在伺服驱动系统中的应用霍海龙(河南省神火煤业公司新庄煤矿信息自~eO,b，河南476600)摘要：介绍了BiSS通信协议的特点、通信模式，分析了BiSS协议编码器在伺服驱动系统中应用的特点，优势。在实验的基础上完成了其硬件设计和基于FPGA的通信协议实现。实验表明，BiSS协议通信速度快、稳定性强、易于实现，在伺服驱动系统中的开发和应用成本低。关键词：BiSS协议FPGA编码器

2、伺服驱动[中图分类号]TM921．54+l；TP21[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2011)03—0012—03EncoderBasedonBiSSProtocolandItsApplicationintheServoControlSystemHuoHailong(InformationAutomationCenter，HenanEstunCoalGroupCo．XinzhuangCoalMines，XinzhuangHenan476600，China)Abstract：Thepaperpresent

3、edsomecharacterofBiSSprotocolanditscommunicationmodes，anditsadvantagewasanalyzedwhentheencoderbasedonBiSSprotocolwasappliedtoservo—drivensystem．ThehardwaredesignandprotocolrealizedbyFPGAwerefinishedonthebasisofexperiments．ItshowsthatBiSSprotocolhashighcommunicat

4、ionspeedandstability，easyrealizabilityandhaslowdevelopmentcostinservo—drivensystem．Keywords：BiSSprotocolFPGAencoderservo·driven如图1所示，在点对点的连接方式下由主机发送MA(mas—0引罱ter)信号，编码器返回SL(slave)信号，SL的返回信号是和MA高性能的伺服驱动系统往往采用高分辨率和高通信速度的的时钟同步的。编码器作为电机的位置传感器，以获得速度和绝对值位置等信息。而高分辨率和高速

5、度的编码器通常要求可以实现正余弦信表1BiSS协议与其它同类协议对比号到位置参量的转换，并且通过较少数量的导线传输高速的数字信号，以满足伺服驱动系统对位置信息更高的精度和响应速度要求⋯。目前伺服驱动系统多采用绝对值编码器，因为其分辨率比增量型编码器显著提高，这对于控制系统的初始转矩和提高响应速度有很大的改善。1BiSS协议德国IC—Hans公司提出的BiSS(BidirectionalSynchronousSeria1)协议是一种开放式协议，具有高速(10MHz)、全数字的特点，并且可以实现1个主站对8个从站的总线连接

6、。其在通讯速度、产品适应性以及开发成本等综合方面，远比其他一些同类常用串行通讯协议更具优势。下表为BiSS协议与其他一些主流通MasterSens0rClockIData讯协议的比较。由表1可知，BiSS协议通讯速率高于其它协议，总线连接方==))(=础式、报警位、协议长度可调整，工业应用灵活性好，无协议产权成==》X．R．s．．．．．．，：＼l一本，全数字接口无模拟量器件成本。可见，在通信速度、产品适应SerialData【10M】PowerSul~ly性、成本等综合方面，BiSS协议具有很好的发展前景。通过BiSS

7、接口电路可以在编码器和驱动器之间实现如下两图1BiSS数据传输连接示意图(点对点连接)种工作模式J：传感器模式(Sensor—Mode)：具有很高的位置传感更新速度；1．1传感器模式寄存器模式(Register．Mode)：用于配置编码器或驱动器。在运动控制系统中，编码器将连续工作在传感器模式下。目前伺服驱动的架构所采用的更新速度为16kHz或更高，因此为收稿日期：2010—10—09了优化反馈控制环的性能，系统延时必须最小化⋯。在BiSS协12ElectdcalAutomation《电气自动化}2011年第33卷第3

8、期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControl议接口电路中，如果以10MHz的时钟速度来传输32位的位置信^‘妯嘲：3’lD7’^oR．．WNR．4’CRC息(含6位的CRC校验位)，大约需要5us(包括编码器内部处理延时)。传输时问取决于编码器位置信息的位数和系统延时。其传输波形如下图2所示。传