一种多级冗余互检电机控制器及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种多级冗余互检电机控制器及控制方法。本发明专利技术包括RAM、DSP控制器、ARM控制器、PWM比较整定单元、电机驱动选择单元、驱动集成单元、电机单元和检测单元；所述RAM连接DSP控制器、ARM控制器和PWM比较整定单元，所述DSP控制器连接ARM控制器；所述DSP控制器和ARM控制器连接PWM比较整定单元、电机驱动选择单元和检测单元；所述PWM比较整定单元连接驱动集成单元，所述驱动集成单元连接电机单元，所述电机驱动选择单元连接电机单元，所述电机单元连接检测单元。本发明专利技术实现了多级冗余的结构，同时实现了双处理器相互检测，以及相互配合的控制方式以及多模式的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种多级冗余互检电机控制器及控制方法
本专利技术涉及电机控制
，具体的说是一种多级冗余互检电机控制器及控制方法。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，电机控制器成为现代运动控制的重要组成部分，电机控制器广泛应用于注塑机领域、纺织机械、包装机械、数控机床领域，航空航天领域等。电机控制器是各种运动物体的主要动力来源，他的性能，特性，可靠性，决定了整个运动系统的性能好坏，传统的电机控制器一般都是一个处理芯片控制一个电机，或者是一个处理芯片加一个辅助芯片控制一个或者多个电机，但是控制电机时，同时传统的电机控制器没有芯片级别的矫正，互检，同时控制方法单一，控制模式单一，可靠性差，而且只适用于特定的电机，不能适用各种电机，同时很多控制器也不能一起控制多个电机，而且对于电机的控制信号的PWM的输出，也仅仅是靠处理器的算法解决，没有进一步的去比较整定。这些缺陷往往造成了电机控制器每次都要专机专用，增加了研发成本，同时电机控制器的可靠性降低了，适用能力下降，不存在冗余，一旦出现问题，整个系统出现了死机状态，给研发和产品带来了使用的制约和研究的制约。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术要解决的技术问题是提供一种多级冗余互检电机控制器及控制方法，用以提高的电机控制器的稳定性、安全性和可靠性，保证其可以应用更多的场合，适用不同的技术要求，满足研发和产品的要求，降低研发成本和时间。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种多级冗余互检电机控制器，包括RAM、DSP控制器、ARM控制器、PWM比较整定单元、电机驱动选择单元、驱动集成单元、电机单元和检测单元；所述RAM连接DSP控制器、ARM控制器和PWM比较整定单元，所述DSP控制器连接ARM控制器；所述DSP控制器连接PWM比较整定单元、电机驱动选择单元和检测单元，用于对所述ARM控制器的计算进行检测，运行所述RAM存储的算法，选择电机及其控制模式，同时计算PWM的数值，调取RAM数据，处理检测单元的数据；所述ARM控制器连接PWM比较整定单元、电机驱动选择单元和检测单元，用于对所述DSP控制器的计算进行检测，运行所述RAM存储的算法，选择电机及其控制模式，同时计算PWM的数值，调取RAM数据，处理检测单元的数据；所述PWM比较整定单元连接驱动集成单元，所述驱动集成单元连接电机单元，所述电机驱动选择单元连接电机单元，所述电机单元连接检测单元。所述PWM比较整定单元包括PWM接收模块、中央处理器和PWM输出模块；所述PWM接收模块与DSP控制器、ARM控制器和中央处理器连接，用于接收DSP控制器和ARM控制器计算的PWM的数值；所述中央处理器连接PWM输出模块，用于对DSP控制器以及ARM控制器的计算的PWM的数值以及调取RAM存储的数据进行比较、整定；所述PWM输出模块用于输出整定后的PWM的数值。所述电机驱动选择单元包括若干个选择开关，所述选择开关的一端与母线连接，另一端与电机对应的驱动模块连接，控制部分连接DSP控制器和ARM控制器，用于在电机的个数、种类以及电机接线方式不同时，选择不同的驱动模块，以选择对应的电机。所述驱动集成单元包括若干个驱动模块，一个驱动模块对应一个电机或者对应一个电机绕组。所述检测单元用于检测电机驱动选择单元中选择开关的状态、检测电机的输出波形，电机的脉动电压和电机的电流，并将检测结果发送给DSP控制器和ARM控制器。本专利技术还提供一种多级冗余互检电机控制器的控制方法，包括以下步骤：当所述控制器开始工作时，进行初始化，自检，确定电机的个数及接线；判断是单个电机还是多个电机；如果是单电机，判断单电机的绕组接线，如果是单绕组接线，则选择单电机单绕组模式，如果是双绕组接线，则选择单电机双绕组模式；如果是多电机，判断多电机的绕组接线，如果是单绕组接线，则选择多电机单绕组模式，如果是双绕组接线，则选择多电机双绕组模式；根据模式选择的结果，DSP控制器和ARM控制器控制电机驱动选择单元中的选择开关闭合，选择与控制模式对应的驱动模块控制电机的运动。所述单电机单绕组模式执行以下步骤：选择DSP控制器或者ARM控制器中的一个作为控制芯片，另一个作为控制芯片的检测芯片；根据电机单元以及检测单元选择控制电机的方式，从RAM中调取控制算法；DSP控制器和ARM控制器根据检测单元的反馈数据以及控制算法计算PWM的数值；PWM比较整定单元接收PWM的数值，同时从RAM中调取相应的PWM理论数值，当ARM控制器与DSP控制器的数值和理论数值相差大于1％时，判断PWM的数值不正常，进行PWM数值整定补偿；当小于或等于1％时，以ARM控制器和DSP控制器的小数值作为输出；比较整定的PWM数值传给驱动集成单元，控制电机工作。所述单电机双绕组模式执行以下步骤：选择DSP控制器和ARM控制器中的一个作为控制主线圈绕组的控制芯片，另一个作为备线圈绕组的控制芯片；选择是主线圈控制还是备线圈控制；如果是主线圈控制，则启动控制主线圈绕组的控制芯片，此时备线圈绕组的控制芯片作为检测芯片，检测主线圈绕组的控制芯片的计算值；如果是备线圈控制，则启动备线圈绕组的控制芯片，此时控制主线圈绕组的控制芯片作为检测芯片，检测备线圈绕组的控制芯片的计算值；根据电机单元以及检测单元选择控制电机的方式，从RAM中调取控制算法；DSP控制器和ARM控制器根据检测单元的反馈数据以及控制算法计算PWM的数值；PWM比较整定单元接收PWM的数值，同时从RAM中调取相应的PWM理论数值，当ARM控制器与DSP控制器的数值和理论数值相差大于1％时，判断PWM的数值不正常，进行PWM数值整定补偿；当小于或等于1％时，以ARM控制器和DSP控制器的小数值作为输出；比较整定的PWM数值传给驱动集成单元，控制电机工作。所述多电机单绕组模式执行以下步骤：选择DSP控制器和/或ARM控制器中的一个作为一个电机或多个电机的控制芯片；判断一个控制器是否只控制一个电机；如果是，则DSP控制器和ARM控制器相互检测对方的数据；如果不是，则DSP控制器和ARM控制器中的一个作为多个电机的控制芯片，另一个作为控制芯片的检测芯片；根据电机单元以及检测单元选择控制电机的方式，从RAM中调取控制算法；DSP控制器和ARM控制器根据检测单元的反馈数据以及控制算法计算PWM的数值；PWM比较整定单元接收PWM的数值，同时从RAM中调取相应的PWM理论数值，当ARM控制器与DSP控制器的数值和理论数值相差大于1％时，判断PWM的数值不正常，进行PWM数值整定补偿；当小于或等于1％时，以ARM控制器和DSP控制器的小数值作为输出；比较整定的PWM数值传给驱动集成单元，控制电机工作。所述多电机双绕组模式执行以下步骤：选择DSP控制器和/或ARM控制器中的一个作为一个电机或多个电机的控制芯片；判断一个控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级冗余互检电机控制器，其特征在于，包括RAM、DSP控制器、ARM控制器、PWM比较整定单元、电机驱动选择单元、驱动集成单元、电机单元和检测单元；所述RAM连接DSP控制器、ARM控制器和PWM比较整定单元，所述DSP控制器连接ARM控制器；所述DSP控制器连接PWM比较整定单元、电机驱动选择单元和检测单元，用于对所述ARM控制器的计算进行检测，运行所述RAM存储的算法，选择电机及其控制模式，同时计算PWM的数值，调取RAM数据，处理检测单元的数据；所述ARM控制器连接PWM比较整定单元、电机驱动选择单元和检测单元，用于对所述DSP控制器的计算进行检测，运行所述RAM存储的算法，选择电机及其控制模式，同时计算PWM的数值，调取RAM数据，处理检测单元的数据；所述PWM比较整定单元连接驱动集成单元，所述驱动集成单元连接电机单元，所述电机驱动选择单元连接电机单元，所述电机单元连接检测单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级冗余互检电机控制器，其特征在于，包括RAM、DSP控制器、ARM控制器、PWM比较整定单元、电机驱动选择单元、驱动集成单元、电机单元和检测单元；所述RAM连接DSP控制器、ARM控制器和PWM比较整定单元，所述DSP控制器连接ARM控制器；所述DSP控制器连接PWM比较整定单元、电机驱动选择单元和检测单元，用于对所述ARM控制器的计算进行检测，运行所述RAM存储的算法，选择电机及其控制模式，同时计算PWM的数值，调取RAM数据，处理检测单元的数据；所述ARM控制器连接PWM比较整定单元、电机驱动选择单元和检测单元，用于对所述DSP控制器的计算进行检测，运行所述RAM存储的算法，选择电机及其控制模式，同时计算PWM的数值，调取RAM数据，处理检测单元的数据；所述PWM比较整定单元连接驱动集成单元，所述驱动集成单元连接电机单元，所述电机驱动选择单元连接电机单元，所述电机单元连接检测单元。


2.根据权利要求1所述的一种多级冗余互检电机控制器，其特征在于，所述PWM比较整定单元包括PWM接收模块、中央处理器和PWM输出模块；所述PWM接收模块与DSP控制器、ARM控制器和中央处理器连接，用于接收DSP控制器和ARM控制器计算的PWM的数值；所述中央处理器连接PWM输出模块，用于对DSP控制器以及ARM控制器的计算的PWM的数值以及调取RAM存储的数据进行比较、整定；所述PWM输出模块用于输出整定后的PWM的数值。


3.根据权利要求1所述的一种多级冗余互检电机控制器，其特征在于，所述电机驱动选择单元包括若干个选择开关，所述选择开关的一端与母线连接，另一端与电机对应的驱动模块连接，控制部分连接DSP控制器和ARM控制器，用于在电机的个数、种类以及电机接线方式不同时，选择不同的驱动模块，以选择对应的电机。


4.根据权利要求1所述的一种多级冗余互检电机控制器，其特征在于，所述驱动集成单元包括若干个驱动模块，一个驱动模块对应一个电机或者对应一个电机绕组。


5.根据权利要求1所述的一种多级冗余互检电机控制器，其特征在于，所述检测单元用于检测电机驱动选择单元中选择开关的状态、检测电机的输出波形，电机的脉动电压和电机的电流，并将检测结果发送给DSP控制器和ARM控制器。


6.一种根据权利要求1所述的多级冗余互检电机控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当所述控制器开始工作时，进行初始化，自检，确定电机的个数及接线；
判断是单个电机还是多个电机；
如果是单电机，判断单电机的绕组接线，如果是单绕组接线，则选择单电机单绕组模式，如果是双绕组接线，则选择单电机双绕组模式；如果是多电机，判断多电机的绕组接线，如果是单绕组接线，则选择多电机单绕组模式，如果是双绕组接线，则选择多电机双绕组模式；
根据模式选择的结果，DSP控制器和ARM控制器控制电机驱动选择单元中的选择开关闭合，选择与控制模式对应的驱动模块控制电机的运动。


7.根据权利要求6所述的一种多级冗余互检电机控制器的控制方法，其特征在于，所述单电机单绕组模式执行以下步骤：
选择DSP控制器或者ARM控制器中的一个作为控制芯片，另一个作为控制芯片的检测芯片；
根据电机单元以及检测单元选择控制电机的方式，从RAM中调取控制算法；
DSP控制器和ARM控制器根据检测单元的反馈数据以及控制算法计算PWM的数值；
PWM比较整定单元接收PWM的数值，同时从RAM中调取相应的PWM理论数值，当ARM控制器与DSP控制器的数值和理论数值相差大于1％时，判断PWM的数值不正常，进行PWM数...

【专利技术属性】
技术研发人员：董立军，
申请(专利权)人：天紫虹阳唐山电机有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13