本发明涉及马达控制领域，特别涉及一种气动马达控制电路、伺服控制器和气动马达伺服系统。
背景技术：
1、在发展核磁共振成像引导手术机器人的过程中，核磁共振成像兼容的机器人关节驱动器是至关重要的。在保证材料兼容性的前提下，相比于其他驱动方式，气压驱动具有无菌性高、安全性好、信号干扰低等显著优势，同时在医院环境下更容易获取。连续型气动马达可通过调节输入气流的大小控制转矩、速度和角度，更容易通过动力学模型进行动力学分析，在精确控制和输出力调节方面表现出更强的潜力。
2、但是，现有的核磁兼容气动马达伺服控制器只能实现位置闭环控制，没有考虑气动马达的速度或输出扭矩的闭环控制。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提出一种气动马达控制电路、伺服控制器和气动马达伺服系统，旨在实现对气动马达的转矩控制、速度控制和位置控制。
2、为实现上述目的，本发明提出的气动马达控制电路包括：
3、气压检测电路，用于接收气压计输出的气压检测信号，并进行处理后输出对应的气压信号；
4、编码器接口电路，用于接收编码器输出的转子角度检测信号，并进行处理后输出对应的转子旋转角度信号；
5、控制处理电路，所述控制处理电路的输入端分别与所述气压检测电路的输出端和所述编码器接口电路的输出端连接，所述控制处理电路用于根据所述气压信号计算得到马达输出扭矩值，以及根据所述转子旋转角度信号计算得到马达旋转角度值和马达旋转速度值；
6、所述控制处理电路还用于对马达输出扭矩值、马达旋转角度值和马达旋转速度值进行校正处理后输出马达控制信号。
7、可选地，所述编码器接口电路包括：
8、电子编码器电路，用于接收电子编码器输出的转子角度检测信号，并进行处理后输出对应的转子旋转角度信号；
9、光编码器电路，用于接收光编码器输出的转子角度检测信号，并进行处理后输出对应的转子旋转角度信号。
10、可选地，所述光编码器电路包括第一光电二极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一比较器、第一电感、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一光电二极管的阳极、所述第一运算放大器的第一输入端、所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端接地，所述第一光电二极管的阴极、所述第一运算放大器的第二输入端、所述第三电容的第一端和所述第一电阻的第一端互连，所述第三电容的第二端、所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第一运算放大器的输出端和所述第一电感的第一端互连，所述第一电感的第二端、所述第二电容的第二端和所述第二电阻的第一端互连，所述第二电阻的第二端与所述第二运算放大器的第一输入端连接，所述第二运算放大器的第二输入端接地，所述第二运算放大器的输出端与所述第一比较器的第一输入端连接，所述第一比较器的第二输入端用于接入阈值电压，所述第一比较器的输出端与所述控制处理电路的输入端连接。
11、可选地，所述编码器接口电路包括两路所述光编码器电路，所述控制处理电路用于根据两路所述光编码器输出的转子旋转角度信号的相位差判断转子旋转方向。
12、可选地，所述气压检测电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一钳位二极管，所述第三电阻的第一端用于连接气压计的输出端，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端和所述第一钳位二极管的阳极互连，且与所述控制处理电路的输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第一钳位二极管的阴极用于连接电源。
13、可选地，还包括：
14、输入电源保护电路，所述输入电源保护电路的输入端用于接入外部电源，所述电源保护电路的输出端分别与所述气压检测电路的电源端、所述编码器接口电路的电源端和所述控制处理电路的电源端连接，所述输入电源保护电路用于对所述气压检测电路、所述编码器接口电路和所述控制处理电路进行输入电源保护。
15、可选地，气动马达连接有电磁阀，所述气动马达控制电路还包括：
16、电磁阀驱动电路，所述电磁阀驱动电路的输入端与所述控制处理电路的输出端连接，所述电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀的受控端连接，所述电磁阀驱动电路用于根据所述控制处理电路输出的马达控制信号驱动电磁阀工作。
17、可选地，气动马达连接有电子比例阀，所述气动马达控制电路还包括：
18、电子比例阀驱动电路，所述电子比例阀驱动电路，所述电子比例阀驱动电路的输入端与所述控制处理电路的输出端连接，所述电子比例阀驱动电路的输出端与电子比例阀的受控端连接，所述电子比例阀驱动电路用于根据所述控制处理电路输出的马达控制信号驱动电子比例阀工作。
19、本发明还提出一种伺服控制器，包括印刷电路板，所述印刷电路板上设置有如上所述的气动马达控制电路。
20、本发明还提出一种气动马达伺服系统，包括气动马达及如上所述的伺服控制器，所述伺服控制器的输出端与所述气动马达的受控端连接。
21、本发明技术方案通过气压检测电路、编码器接口电路和控制处理电路构成气动马达控制电路，其中，气压检测电路可以接收气压计输出的气压检测信号，并进行处理后输出对应的气压信号至控制处理电路；编码器接口电路则是可以接收编码器输出的转子角度检测信号，并进行处理后输出对应的转子旋转角度信号至控制处理电路。控制处理电路则会根据气压信号计算得到马达输出扭矩值，并根据转子旋转角度信号计算得到马达旋转角度值和马达旋转速度值；控制处理电路还用于对马达输出扭矩值、马达旋转角度值和马达旋转速度值进行校正处理后输出马达控制信号，从而控制启动马达的输出扭矩值、旋转角度值和旋转速度值保持在正常的工作范围内。如此通过本方案的气动马达控制电路可以实现对气动马达的转矩控制、速度控制和位置控制。
1.一种气动马达控制电路，其特征在于，气动马达连接有气压计和编码器，所述气动马达控制电路包括：
2.如权利要求1所述的气动马达控制电路，其特征在于，所述编码器接口电路包括：
3.如权利要求2所述的气动马达控制电路，其特征在于，所述光编码器电路包括第一光电二极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一比较器、第一电感、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一光电二极管的阳极、所述第一运算放大器的第一输入端、所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端接地，所述第一光电二极管的阴极、所述第一运算放大器的第二输入端、所述第三电容的第一端和所述第一电阻的第一端互连，所述第三电容的第二端、所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第一运算放大器的输出端和所述第一电感的第一端互连，所述第一电感的第二端、所述第二电容的第二端和所述第二电阻的第一端互连，所述第二电阻的第二端与所述第二运算放大器的第一输入端连接，所述第二运算放大器的第二输入端接地，所述第二运算放大器的输出端与所述第一比较器的第一输入端连接，所述第一比较器的第二输入端用于接入阈值电压，所述第一比较器的输出端与所述控制处理电路的输入端连接。
4.如权利要求2所述的气动马达控制电路，其特征在于，所述编码器接口电路包括两路所述光编码器电路，所述控制处理电路用于根据两路所述光编码器输出的转子旋转角度信号的相位差判断转子旋转方向。
5.如权利要求1所述的气动马达控制电路，其特征在于，所述气压检测电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一钳位二极管，所述第三电阻的第一端用于连接气压计的输出端，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端和所述第一钳位二极管的阳极互连，且与所述控制处理电路的输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第一钳位二极管的阴极用于连接电源。
6.如权利要求1所述的气动马达控制电路，其特征在于，还包括：
7.如权利要求1所述的气动马达控制电路，其特征在于，气动马达连接有电磁阀，所述气动马达控制电路还包括：
8.如权利要求1所述的气动马达控制电路，其特征在于，气动马达连接有电子比例阀，所述气动马达控制电路还包括：
9.一种伺服控制器，其特征在于，包括印刷电路板，所述印刷电路板上设置有如权利要求1－8任意一项所述的气动马达控制电路。
10.一种气动马达伺服系统，其特征在于，包括气动马达及如权利要求9所述的伺服控制器，所述伺服控制器的输出端与所述气动马达的受控端连接。
