[发明专利]一种基于信号组合的高精度模拟量传输系统及方法有效
申请号: | 201811344938.X | 申请日: | 2018-11-13 |
公开(公告)号: | CN109581894B | 公开(公告)日: | 2021-06-15 |
发明(设计)人: | 柳刚;孟健;李朝军;罗鑫;闫永金 | 申请(专利权)人: | 苏州灵猴机器人有限公司 |
主分类号: | G05B19/04 | 分类号: | G05B19/04 |
代理公司: | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人: | 范晴 |
地址: | 215100 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 信号 组合 高精度 模拟 传输 系统 方法 | ||
本发明公开了一种基于信号组合的高精度模拟量传输系统及方法,方法包括双通道信号同步传输、双通道高位数据拆分、双通道低位数据补位、双通道数据进行D/A转换、控制器端双通道信号调理、执行器端双通道信号调理、双通道信号进行A/D转换、双通道数据信号处理、双通道数据信号组合。本发明方案提供了一种简易的高精度模拟信号传输方案,通过数据拆分和信号组合的方法,利用冗余回路并行同步传输拆分后的数据,充分利用了传输回路的有效精度,降低了控制器到执行器端到端之间数据传输的精度损失,使整个控制系统的精度更高。
技术领域
本发明涉及数字化控制领域,特别涉及一种基于信号组合的高精度模拟量传输系统及方法。
背景技术
在数字化控制系统中,对于一些实时响应要求快的应用,由于通信速率的限制,控制器是通过模拟量传输回路给执行器传送指令信号。控制器内部运算产生数字信号的指令,将数字信号通过D/A数模转换器变换为模拟信号,通过相应的硬件传输回路传送给执行器,而执行器将相应的模拟量信号通过A/D模数转换器转化为数字信号进行命令的执行。模拟信号传送过程中,由于存在噪声和干扰,以及A/D本身的精度偏差,导致数据传输过程中数据失真,系统控制精度下降。通常模拟信号传输回路为了提高数据传输过程中的精度损失,通过硬件上高精度的信号传输回路以及高分辨率的AD模数转换器来增强信号传输的信噪比。这种方案大大提高了硬件的成本,也增加了不少的实现难度。为了提供一种简易的控制方案,增强模拟信号传输过程中的信噪比,将实际应用的模拟量信号从噪声中剥离出来,对相应的信号传输回路方案进行改进就显得很有必要。
发明内容
本发明目的是:提供一种基于信号组合的高精度模拟量传输系统及方法,增强模拟信号传输过程中的信噪比,将实际应用的模拟量信号从噪声中剥离出来,对相应的信号传输回路方案进行改进。
本发明的技术方案是:
一种基于信号组合的高精度模拟量传输系统,包括两条传输回路:
第一条传输回路,包括依次连接的数据高位拆分模块、第一低位数据补位模块、第一D/A数模转换模块、第一控制器端模拟信号调理回路、第一执行器端模拟信号调理回路、第一A/D模数转换模块、低位数据清零模块;
第二条传输回路,包括依次连接的数据低位拆分模块、数据向上移位模块、第二低位数据补位模块、第二D/A数模转换模块、第二控制器端模拟信号调理回路、第二执行器端模拟信号调理回路、第二A/D模数转换模块、数据向下移位模块;
所述数据高位拆分模块和数据低位拆分模块的输入端分别接收指令数据,所述低位数据清零模块和数据向下移位模块的输出端分别接入加法器模块的输入端,加法器模块的输出端输出最终数字指令接受值。
优选的,所述数据高位拆分模块、第一低位数据补位模块、第一D/A数模转换模块、第一控制器端模拟信号调理回路,以及数据低位拆分模块、数据向上移位模块、第二低位数据补位模块、第二D/A数模转换模块、第二控制器端模拟信号调理回路集成在控制器。
优选的,所述第一执行器端模拟信号调理回路、第一A/D模数转换模块、低位数据清零模块、第二执行器端模拟信号调理回路、第二A/D模数转换模块、数据向下移位模块以及加法器模块集成在执行器。
优选的,所述数据高位拆分模块、数据低位拆分模块,分别对接收指令数据进行相应的数据拆分;
所述数据向上移位模块对数据低位拆分模块拆分的低位数据进行相应的向上移位;
所述第一低位数据补位模块、第二低位数据补位模块,分别对拆分后的高位数据、上移后的低位数据进行相应的低位补位;
所述第一D/A数模转换模块、第二D/A数模转换模块,分别对低位补位后的高位数据、低位数据分别进行D/A转换;
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