天津澳托克执行器技术有限公司是***从事电动执行器、阀门技术开发、咨询、服务的生产型企业。 公司制造加工采用***的加工中心、数控机床、检测设备，技术质量水平与国外世界水平同步。与***几十家设计院所、科研机构有着广泛的合作基础。公司产品采用***的数字集成芯片，中英文转换菜单操作和显示、智能、***、人性化的机电一体的结构设计体现了电动执行器的智能化功能。

电动执行器一般由控制系统、驱动电机、执行机构等组成，控制系统作为***部分，其性能将直接决定阀门的位置控制精度。电动执行器控制系统多基于PLC或单片机搭建，控制效果比较理想，但是PLC在可扩展性、二次开发等方面存在短板且成本较高；单片机运算处理能力有限。DSP即数字信号处理器，兼顾数据处理和实时控制而且易于开发。以32位***DSP芯片TMS320F2812为例，其专门针对电机控制和运动控制而设计。硬件配置上，TMS320F2812具有丰富的通用输入输出接口、16通道12位A/D转换器、两个事件管理器以及大容量的片上存储器，能够较好地满足电动执行器的控制需求；运算速度上，TMS320F2812可以达到150MIPS，可以实时地处理复杂控制算法，实现高精度控制，保证电机的位置控制精度以及速度控制的动态特性；通信方面，TMS320F2812芯片支持多种通信机制，如UART串口通信、CAN总线通信、SPI总线通信等，能够很方便地实现人机交互界面的设计以及同其他系统之间的信息交互。总体来说，基于TMS320F2812的电动执行器控制系统不仅具有传统***控制器的优势，而且具备很好的集成性、可扩展性、二次开发性，提高了控制系统的可靠性、处理速度以及通用性。

CAN总线电路

CAN总线通信不受地址、节点数限制而且具有比较强的抗干扰能力，其已广泛应用于现场总线控制、仪器仪表、数控机床、汽车等领域。考虑到通信距离、现场干扰等因素，本文并没有使用TMS320F2812控制器的CAN模块，而是选用***的CAN控制器和驱动器。CAN总线电路主要包括控制器TMS320F2812、CAN控制器和CAN驱动器。其中，CAN控制器选用SJA1000，主要负责CAN总线通信协议，用于实现报文的装配与拆分以及接收信息的校验和过滤等。CAN驱动器选用82C250，其具有较好的热防护、降低射频干扰（RFI）、瞬间抗干扰能力。为进一步增强通信抗干扰能力，可采用光耦实现SJA1000和82C250之间的光电隔离，为减轻光耦对信号的影响如延迟效应，可选用高速光耦6N137。

电机位置检测

步进电机一端装有3个霍尔效应传感器，相邻两个之间间隔120°。霍尔传感器会输出3个180°的叠加信号，经一级RC滤波处理后，传送*控制器TMS320F2812捕获单元的输入引脚cap1，cap2，cap3。捕获单元设置为上升沿和下降沿检测信号；电机旋转1周，3个霍尔传感器总共生成6个换向信号；相邻两个换向信号间隔的机械角度为60°。那么基于电机轴位置信号的变化可以方便地得到电机的实际转速：

ω=Δθ/ΔT （1）

式中：Δθ为机械角度；ΔT为转角Δθ对应的时间。

由于霍尔传感器相对步进电机轴的位置是不变的，所以任意两个相邻换向信号对应的机械转角Δθ为常量。由式（1）可知，ω与ΔT成反比，而且ΔT的具体数值可通过计算任意一个边沿捕获中断计数器相邻两个数值的差值得到。