一种电机远程调试监控及评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机远程调试监控及评价系统，包括上位机、无线通信模块、底层控制系统，上位机经无线通信模块与底层控制系统连接，上位机包括实验工况选择模块、控制算法选择模块、电机实时参数曲线模块、电机控制模块和系统评价模块；底层控制系统包括电源、电压转换及稳压模块、控制器系统保护电路、MCU控制器、电机驱动电路、电机、传感器模块、传感器信号处理电路、无线通信信号处理电路、紧急制动电路、串口通信电路。本发明专利技术实现对电机的远程控制，可以远程修改电机的调试工况和控制算法及相应参数，使电机的运行参数得到实时的反馈，并且能够实现调试结果、多电机协同工作情况和控制算法适用性的及时评价。

Remote debugging monitoring and evaluation system for motor

The invention discloses a motor remote debugging and monitoring and evaluation system, including PC, wireless communication module, control system, computer via wireless communication module is connected with the bottom control system, PC including experimental condition selection module, control algorithm selection module, motor parameter curve module, motor control module and system evaluation module; the control system comprises a power supply, voltage conversion and voltage regulator module controller system, protection circuit, MCU controller, motor drive circuit, motor, sensor module, sensor signal processing circuit, wireless communication circuit, signal processing circuit, serial communication circuit of emergency braking. The invention realizes the remote control of the motor, you can debug condition and control algorithm and the corresponding parameters to modify the remote motor, the operation parameters of the motor to get real-time feedback, and can achieve the debugging results, multi motor cooperative work and timely evaluation of the applicability of the control algorithm.

【技术实现步骤摘要】
一种电机远程调试监控及评价系统
本专利技术属于电机控制
，具体涉及一种电机远程调试监控及评价系统。
技术介绍
随着人工智能的兴起，以电机为动力源的驱动平台在各个行业中兴起，如轮式机器人、AGV物流小车、轮式平衡车等等，这些新型的多电机驱动平台一般由两个或两个以上电机驱动，要求多电机之间协同工作，电机控制方式更为复杂。目前电机调试方法多数针对于单电机，且多数直接采用串口调试软件等进行调试，缺点主要表现在以单条指令进行调试，不利于调试数据反馈及数值实时图形化显示等，此外，在多电机驱动平台的调试过程中，电机参数的信息量明显增加，传统的观测方法已不再适用，不能满足对电机进行实时监测的要求；调试过程中，平台会相对上位机实时移动，调试过程十分不便；调试的结果、控制算法的适用性、多电机协同工作的性能等等，得不到及时的反馈评价。授权公布号为CN103078580A，名称为“一种电机调试系统”的中国专利，包括计算机、电机驱动部分和串口通信转换部分，可以实现电机参数的实时显示，但仅针对于单电机，不能完成电机的多工况调试，且不能实现远程控制、多电机调试及对调试结果进行评价。申请公布号为CN105652734A，名称为“一种无线远程通用电机的监控装置”的中国专利申请，包括MCU微控制器、电源电路、复位电路、串行接口电路、数据存储电路、晶振电路和用于无线数据信号交换的无线数据传输调理模块，可以通过手机远程修改参数实现电机控制，但仅适用于单电机情况，不能完成电机的多工况调试，同样不能实现多电机的协同调试及调试结果的评价。
技术实现思路
为了克服现有电机调试方法和技术的不足，本专利技术提出了一种电机远程调试监控及评价系统，通过上位机与底层控制系统无线通信的方式，实现对电机的远程控制，可以远程修改电机的调试工况和控制算法及相应参数，使电机的运行参数得到实时的反馈，并且能够实现调试结果、多电机协同工作情况和控制算法适用性的及时评价。为了实现上述功能，本专利技术采用的技术方案是：一种电机远程调试监控及评价系统，包括上位机、无线通信模块、底层控制系统，上位机经无线通信模块与底层控制系统连接；所述上位机包括：实验工况选择模块，用于对调试电机的实验工况进行选择；控制算法选择模块，用于对调试电机的控制算法进行选择；电机实时参数曲线模块，用于实时显示单个电机的运行参数曲线或多个电机的运行参数对比曲线，并对采集的数据进行存储；电机控制模块，用于对调试电机的状态进行控制；系统评价模块，用于对电机的运行状态、多电机协同工作的情况以及算法的适用性进行实时评价。进一步地，所述实验工况选择模块中包括直线行驶工况、原地转弯工况、定半径行驶工况、矩形行驶工况。进一步地，所述控制算法选择模块中包括PID控制、模糊控制、模糊PID控制、遗传PID控制。进一步地，所述电机控制模块包括运行控制、停止控制、紧急制动控制。进一步地，所述底层控制系统包括电源、电压转换及稳压模块、控制器系统保护电路、MCU控制器、电机驱动电路、电机、传感器模块、传感器信号处理电路、无线通信信号处理电路、紧急制动电路、串口通信电路；电源经电压转换及稳压模块变压稳压后分别与控制器系统保护电路、串口通信电路、传感器模块、电机、紧急制动电路相接，控制器系统保护电路输出端与MCU控制器相接，MCU控制器经电机驱动电路与电机相接，电机输出端与传感器模块相接，传感器模块输出端经传感器信号处理电路与MCU控制器相接，无线通信信号处理电路的两个输出端分别与MCU控制器和紧急制动电路相接，紧急制动电路的输出端与电机相接，串口通信电路与MCU控制器相接。更进一步地，所述传感器模块包括转矩传感器、编码器、电流传感器、电压传感器。电压转换及稳压模块将电源电压转换为各模块所需电压值，稳压模块作用是稳定电压，防止电压波动对系统产生干扰；所述控制器系统保护电路，防止电流、电压过高造成控制系统电路损坏；所述电机驱动电路，实现功率放大，从而使电机正常工作；所述传感器信号处理电路，处理来自于传感器模块的模拟信号，将信号传递给MCU控制器；所述无线通信信号处理电路用于处理来自上位机和MCU控制器的信号，并将处理后的信号传递给MCU控制器和上位机；紧急制动电路与电机相连，用于电机出现危险情况时实现紧急制动。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术通过无线通信方式，可使上位机与底层控制电路实现远程通信，克服了电机调试过程中的距离障碍。(2)本专利技术可同时采集多个电机的多个参数，包括转矩、转速、电流、电压等，可以将单个电机的工作状态及多电机协同工作情况进行实时反馈，采集数据精确，抗干扰性强。(3)本专利技术可以在上位机监控界面中实现对电机调试工况和控制算法的远程选调，同时还能调整所选的控制算法的参数，可以适应不同的控制需求，转换迅速，操作方便。(4)本专利技术可以对电机的运行状态、多电机协同工作的情况以及算法的适用性进行实时评价，评价结果会在系统评价模块中实时显示，准确、方便、可靠。综上所述，本专利技术通过使用上位机与底层控制系统无线通信的方式，实现了对电机的远程监控，可以远程修改电机的调试工况和控制算法及相应参数，使电机的运行参数得到实时的反馈，并且能够实现调试结果、多电机协同工作的情况和控制算法适用性的及时评价，便于多电机的调试和优化，可以广泛推广。附图说明图1为一种电机远程调试监控及评价系统的逻辑关系图图2为上位机界面显示示意图图3为底层控制系统框图图中：1—上位机；2—无线通信模块；3—底层控制系统；4—实验工况选择模块；5—控制算法选择模块；6—电机实时参数曲线模块；7—电机控制模块；8—系统评价模块；9—电源；10—电压转换及稳压模块；11—控制器系统保护电路；12—MCU控制器；13—电机驱动电路；14—驱动电机；15—传感器模块；16—传感器信号处理电路；17—无线通信信号处理电路；18—紧急制动电路；19—串口通信电路具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做详细描述：如图1所示，一种电机远程调试监控及评价系统，包括上位机1、无线通信模块2、底层控制系统3，上位机1经无线通信模块2与底层控制系统3连接。上位机1包括实验工况选择模块4、控制算法选择模块5、电机实时参数曲线模块6、电机控制模块7和系统评价模块8。本实例中，所述实验工况选择模块4可对调试电机的实验工况进行选择，包括直线行驶工况、原地转弯工况、定半径行驶工况、矩形行驶工况等。本实例中，所述控制算法选择模块5可对调试电机的控制算法进行选择，包括PID控制、模糊控制、模糊PID控制、遗传PID控制等，同时还能在所选的控制算法中调整相应的参数。本实例中，所述电机实时参数曲线模块6可以实时显示单个电机的运行参数曲线或多个电机的运行参数对比曲线，如转矩、转速、电流、电压等，此外还能对采集的数据进行存储。本实例中，所述电机控制模块7可以对调试电机的状态进行控制，包括运行、停止、紧急制动等。本实例中，所述系统评价模块8可以对电机的运行状态、多电机协同工作的情况以及算法的适用性进行实时评价。如图3所示，所述底层控制系统3包括电源9、电压转换及稳压模块10、控制器系统保护电路11、MCU控制器12、电机驱动电路13、电机14、传感器模块15、传感器信号处理电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机远程调试监控及评价系统，其特征在于，包括上位机、无线通信模块、底层控制系统，上位机经无线通信模块与底层控制系统连接；所述上位机包括：实验工况选择模块，用于对调试电机的实验工况进行选择；控制算法选择模块，用于对调试电机的控制算法进行选择；电机实时参数曲线模块，用于实时显示单个电机的运行参数曲线或多个电机的运行参数对比曲线，并对采集的数据进行存储；电机控制模块，用于对调试电机的状态进行控制；系统评价模块，用于对电机的运行状态、多电机协同工作的情况以及算法的适用性进行实时评价。

【技术特征摘要】
1.一种电机远程调试监控及评价系统，其特征在于，包括上位机、无线通信模块、底层控制系统，上位机经无线通信模块与底层控制系统连接；所述上位机包括：实验工况选择模块，用于对调试电机的实验工况进行选择；控制算法选择模块，用于对调试电机的控制算法进行选择；电机实时参数曲线模块，用于实时显示单个电机的运行参数曲线或多个电机的运行参数对比曲线，并对采集的数据进行存储；电机控制模块，用于对调试电机的状态进行控制；系统评价模块，用于对电机的运行状态、多电机协同工作的情况以及算法的适用性进行实时评价。2.如权利要求1所述的一种电机远程调试监控及评价系统，其特征在于，所述实验工况选择模块中包括直线行驶工况、原地转弯工况、定半径行驶工况、矩形行驶工况。3.如权利要求1所述的一种电机远程调试监控及评价系统，其特征在于，所述控制算法选择模块中包括PID控制、模糊控制、模糊PID控制、遗传PID控制。4.如权利要求1所述的一种电机远程调试监控及评价系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，王政军，赵洁，刘泽坤，孙维毅，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22