一种基于PID隔离控制的舵机驱动器的制作方法

本技术涉及舵机驱动，尤其是涉及一种基于pid隔离控制的舵机驱动器。

背景技术：

1、pid控制是一种反馈控制方法，包括比例、积分、微分三个控制部分，根据当前偏差、偏差的积分以及偏差的微分来计算控制输出。通过调节比例、积分、微分系数可以实现对系统的稳定性、精度和响应速度的调节。

2、将pid控制应用于舵机中，通过调整电机输入电压或电流可以实现对电机转速或位置的精确控制。但是现有的基于pid隔离控制的舵机驱动器电路结构复杂，引线多，信号干扰大，无法保证舵机控制的稳定性和可靠性。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的问题，本方案提出了一种基于pid隔离控制的舵机驱动器，能够使整个驱动系统电路结构紧凑、引线少、集成度高，有利于降低制造成本，提高系统可靠性。

2、本实用新型提供的一种基于pid隔离控制的舵机驱动器，将pid控制电路和舵机驱动电路隔离并集成化封装提供统一的外部接口，外部接口包括霍尔信号接口、霍尔电源接口、控制指令接口、反馈指令接口、增益调试接口、电源接口、电源地接口、信号地接口、动力地接口、驱动信号接口，舵机驱动器的底部外壳通过引线接地。

3、可选地，在本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器中，增益调试接口两端连接可调电阻，电源接口和动力地接口之间外接电源和滤波电路，霍尔信号接口和驱动信号接口分别外接舵机。

4、可选地，在本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器中，控制指令接口接入的控制指令为舵机的目标旋转位置和目标转速，反馈控制接口接入的反馈指令为舵机的实际旋转位置和实际转速。

5、可选地，在本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器中，舵机驱动器内部集成霍尔编码电路、pid隔离控制电路、驱动电路、电源转换电路和限流保护电路，其中，限流保护电路一端连接驱动电路一端连接动力地；霍尔编码电路用于通过霍尔信号接口实时检测舵机的旋转位置和速度；驱动电路连接驱动信号接口，用于根据pid隔离控制电路输出的pwm信号和方向信号控制舵机的方向和转速。

6、可选地，在本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器中，pid隔离控制电路包括比例放大电路、pid调节电路、绝对值检测电路、pwm转换电路和光耦合器，pid隔离控制电路的一端连接控制指令接口、反馈指令接口和增益调试接口，另一端通过光耦合器连接驱动电路。

7、可选地，在本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器中，比例放大电路用于将输入的控制指令和反馈指令信号放大预设倍数后输出到绝对值检测电路；pid调节电路用于根据误差绝对值的大小、累积、变化趋势调节输出模拟信号的大小；pwm转换电路用于将pid调节电路输出的模拟信号转换为pwm信号；绝对值检测电路用于将控制指令和反馈指令之间的误差信号转换为方向信号。

8、可选地，在本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器中，驱动电路包括信号处理电路、三相桥输出电路，信号处理电路用于将pid隔离控制电路输出的pwm信号进行滤波、放大和/或电平转换后输出至三相桥输出电路，以便三相桥输出电路通过驱动信号接口调节舵机的转速和方向。

9、可选地，在本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器中，电源转换电路用于将通过电源接口输入的直流电压分别转换为霍尔编码电路和驱动电路所需的电压。

10、本实用新型提供的基于pid隔离控制的舵机驱动器，通过将pid控制电路和驱动电路通过光耦合器隔离并集成在同一个驱动芯片中，可以大幅度简化舵机驱动电路结构，降低制造成本，提高系统可靠性和集成度。

11、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

技术特征：

1.一种基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，将pid控制电路和舵机驱动电路隔离并集成化封装提供统一的外部接口，所述外部接口包括霍尔信号接口、霍尔电源接口、控制指令接口、反馈指令接口、增益调试接口、电源接口、电源地接口、信号地接口、动力地接口、驱动信号接口，所述舵机驱动器的底部外壳通过引线接地。

2.根据权利要求1所述的基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，所述增益调试接口两端连接可调电阻，所述电源接口和动力地接口之间外接电源和滤波电路，所述霍尔信号接口和驱动信号接口分别外接舵机。

3.根据权利要求1所述的基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，所述舵机驱动器内部集成霍尔编码电路、pid隔离控制电路、驱动电路、电源转换电路和限流保护电路，所述限流保护电路一端连接所述驱动电路一端连接动力地；所述霍尔编码电路用于通过所述霍尔信号接口实时检测舵机的旋转位置和速度；所述驱动电路连接所述驱动信号接口，用于根据所述pid隔离控制电路输出的pwm信号和方向信号控制舵机的方向和转速。

5.根据权利要求4所述的基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，所述pid隔离控制电路包括比例放大电路、pid调节电路、绝对值检测电路、pwm转换电路和光耦合器，所述pid隔离控制电路的一端连接所述控制指令接口、反馈指令接口和增益调试接口，另一端通过所述光耦合器连接所述驱动电路。

6.根据权利要求5所述的基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，所述比例放大电路用于将输入的控制指令和反馈指令信号放大预设倍数后输出到所述绝对值检测电路；

7.根据权利要求4所述的基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，所述驱动电路包括信号处理电路、三相桥输出电路，所述信号处理电路用于将pid隔离控制电路输出的pwm信号进行滤波、放大和/或电平转换后输出至所述三相桥输出电路，以便所述三相桥输出电路通过所述驱动信号接口调节舵机的转速和方向。

8.根据权利要求4所述的基于pid隔离控制的舵机驱动器，其特征在于，所述电源转换电路用于将通过所述电源接口输入的直流电压分别转换为所述霍尔编码电路和驱动电路所需的电压。

技术总结本技术公开了一种基于PID隔离控制的舵机驱动器，将PID控制电路和舵机驱动电路隔离并集成化封装提供统一的外部接口，外部接口包括霍尔信号接口、霍尔电源接口、控制指令接口、反馈指令接口、增益调试接口、电源接口、电源地接口、信号地接口、动力地接口、驱动信号接口。本方案具有集成度高、控制信号和驱动信号隔离，引线少等优点，可大幅简化舵机电路结构，降低制造成本，提高系统可靠性。技术研发人员：王建纲,王辉,王科,李永哲,肖玉萍,赵凯,李艳歌受保护的技术使用者：青岛科凯电子研究所股份有限公司技术研发日：20231215技术公布日：2024/7/4