基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法技术方案

一种基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其将无刷滚筒电机对应的终端软件划分为中断线和任务线；利用中断线与无刷滚筒电机连接的上位机对应的用户软件进行数据交互，以及控制无刷滚筒电机的相位运转状态；以及利用任务线移植引入实时操作系统后，将任务线分割为主线程、PID线程、保护线程、通信线程、时间模式线程和位置模式线程，再通过上述分割得到的线程对不同电机控制任务进行处理，上述控制方法通过中断线和任务线分别对无刷滚筒电机进行分立控制，并利用任务线移植可不同的实时操作系统，来完成对无刷滚筒电机快捷控制，便于对电机进行有针对性的后期维护和升级完善，提高无刷滚筒电机的控制稳定性和可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制管理领域，尤其涉及一种基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法。

技术介绍

[0002]随着嵌入式应用需求的复杂化和微控制器性能的提高，实时操作系统以其良好的实时性和可靠性受到广泛关注。实时操作系统具备较强的专业性和独立性，其与软硬平台高度相关，不同系统软件难以移植和复用。现有的无刷滚筒电机都是采用单一的操作系统进行控制，其无法对无刷滚筒电机进行有效的后期维护和升级完善，降低无刷滚筒电机的控制稳定性和可靠性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其将无刷滚筒电机对应的终端软件划分为中断线和任务线；利用中断线与无刷滚筒电机连接的上位机对应的用户软件进行数据交互，以及控制无刷滚筒电机的相位运转状态；以及利用任务线移植引入实时操作系统后，将任务线分割为主线程、PID线程、保护线程、通信线程、时间模式线程和位置模式线程，再通过上述分割得到的线程对不同电机控制任务进行处理，上述控制方法通过中断线和任务线分别对无刷滚筒电机进行分立控制，并利用任务线移植可不同的实时操作系统，来完成对无刷滚筒电机快捷控制，便于对电机进行有针对性的后期维护和升级完善，提高无刷滚筒电机的控制稳定性和可靠性。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现：
[0005]一种基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其包括如下步骤：
[0006]步骤S1，将无刷滚筒电机对应的终端软件划分为中断线和任务线；
[0007]步骤S2，利用所述中断线与无刷滚筒电机连接的上位机对应的用户软件进行数据交互，以及控制无刷滚筒电机的相位运转状态；
[0008]步骤S3，利用所述任务线移植引入实时操作系统后，将所述任务线分割为主线程、PID线程、保护线程、通信线程、时间模式线程和位置模式线程；再通过上述分割得到的线程对不同电机控制任务进行处理；
[0009]步骤S4，根据每个线程对不同电机控制任务的处理结果，通过上位机实时显示所述电机控制任务的处理状态。
[0010]在其中一实施例中，在所述步骤S2中，利用所述中断线与无刷滚筒电机的上位机对应的用户软件进行数据交互，从而控制无刷滚筒电机的相位运转状态具体包括：
[0011]将所述中断线分割为串口中断线程和定时器中断线程；
[0012]利用所述串口中断线程与所述上位机的用户软件进行交互，从而接收来自所述上位机的数据信息；
[0013]利用所述定时器中断线程，根据来自所述上位机的数据信息包含的电机位置信
号，控制无刷滚筒电机进行电机换相运转。
[0014]在其中一实施例中，在所述步骤S3中，利用所述任务线移植引入实时操作系统具体包括：
[0015]在所述任务线对应的芯片搭建实时操作系统驻留框架后，再利用所述实时操作系统驻留框架移植引入RT
‑
Thread实时操作系统；其中，搭建实时操作系统驻留框架包括对所述芯片进行启动文件修改、链接文件配置、驱动构件封装和中断继承处理。
[0016]在其中一实施例中，所述步骤S3还具体包括，利用所述主线程对无刷滚筒电机的外设进行初始化处理，其过程为：
[0017]指示所述主线程开始工作，关闭无刷滚筒电机的总中断，对所述任务线对应的芯片的GPIO构件、UART构件和ADC构件进行初始化处理；
[0018]对无刷滚筒电机进行系统初始化，并中断无刷滚筒电机的外设的使能，再开启无刷滚筒电机的总中断，从而完成对无刷滚筒电机的外设的初始化处理。
[0019]在其中一实施例中，所述步骤S3还具体包括，利用所述PID线程对无刷滚筒电机进行电机闭环控制，其过程为：
[0020]指示所述PID线程开始工作，并对所述PID线程进行参数初始化；
[0021]当无刷滚筒电机开关使能后，利用所述PID线程对无刷滚筒电机进行电机位置和电机转速计算；
[0022]根据所述电机位置和电机转速计算的结果，调整无刷滚筒电机的PWM占空比，从而完成对无刷滚筒电机的电机闭环控制。
[0023]在其中一实施例中，所述步骤S3还具体包括，利用所述保护线程对无刷滚筒电机进行电机运转保护，其过程为：
[0024]指示所述保护线程开始工作，当无刷滚筒电机开关使能后，采集无刷滚筒电机的工作电流数据、工作电压数据和工作温度数据；
[0025]对所述工作电流数据、所述工作电压数据和所述工作温度数据进行滤波处理；
[0026]对所述工作电流数据进行分析处理，判断无刷滚筒电机当前是否处于过流工作状态；
[0027]对所述工作电压数据进行分析处理，判断无刷滚筒电机当前是否处于过压工作状态或欠压工作状态；
[0028]对所述工作温度数据进行分析处理，判断无刷滚筒电机当前是否处于过热工作状态；
[0029]若无刷滚动电机当前处于过流工作状态、过压工作状态、欠压工作状态或过热工作状态，则关闭无刷滚筒电机。
[0030]在其中一实施例中，所述步骤S3还具体包括，利用所述通信线程实现无刷滚筒电机与上位机的信息处理和交互；
[0031]以及，利用所述时间模式线程和所述位置模式线程分别对无刷滚筒电机进行时间模式控制和位置模式控制。
[0032]在其中一实施例中，在所述步骤S3中，利用所述时间模式线程对无刷滚筒电机进行时间模式控制，其过程为：
[0033]利用所述时间模式线程，控制无刷滚筒电机以指定的速度和方向持续运行，直到
达到预先设定的运行时间位置；
[0034]和/或，
[0035]利用所述时间模式线程，控制无刷滚筒电机以指定周期间隔和周期总数进行运行。
[0036]在其中一实施例中，在所述步骤S3中，利用所述位置模式线程对无刷滚筒电机进行位置模式控制，其过程为：
[0037]利用所述位置模式线程，控制无刷滚筒电机以指定的速度和方向持续运行预定距离。
[0038]在其中一实施例中，在所述步骤S4中，根据每个线程对不同电机控制任务的处理结果，通过上位机实时显示所述电机控制任务的处理状态具体包括：
[0039]利用所述中断线向上位机的用户软件反馈所述主线程、所述PID线程、所述保护线程、所述通信线程、所述时间模式线程和所述位置模式线程对相应的电机控制任务的处理进度结果，从而使上位机实时显示所述电机控制任务的处理状态。
[0040]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0041]本申请提供的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其将无刷滚筒电机对应的终端软件划分为中断线和任务线；利用中断线与无刷滚筒电机连接的上位机对应的用户软件进行数据交互，以及控制无刷滚筒电机的相位运转状态；以及利用任务线移植引入实时操作系统后，将任务线分割为主线程、PID线程、保护线程、通信线程、时间模式线程和位置模式线程，再通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤S1，将无刷滚筒电机对应的终端软件划分为中断线和任务线；步骤S2，利用所述中断线与无刷滚筒电机连接的上位机对应的用户软件进行数据交互，以及控制无刷滚筒电机的相位运转状态；步骤S3，利用所述任务线移植引入实时操作系统后，将所述任务线分割为主线程、PID线程、保护线程、通信线程、时间模式线程和位置模式线程；再通过上述分割得到的线程对不同电机控制任务进行处理；步骤S4，根据每个线程对不同电机控制任务的处理结果，通过上位机实时显示所述电机控制任务的处理状态。2.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，利用所述中断线与无刷滚筒电机的上位机对应的用户软件进行数据交互，从而控制无刷滚筒电机的相位运转状态具体包括：将所述中断线分割为串口中断线程和定时器中断线程；利用所述串口中断线程与所述上位机的用户软件进行交互，从而接收来自所述上位机的数据信息；利用所述定时器中断线程，根据来自所述上位机的数据信息包含的电机位置信号，控制无刷滚筒电机进行电机换相运转。3.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，利用所述任务线移植引入实时操作系统具体包括：在所述任务线对应的芯片搭建实时操作系统驻留框架后，再利用所述实时操作系统驻留框架移植引入RT
‑
Thread实时操作系统；其中，搭建实时操作系统驻留框架包括对所述芯片进行启动文件修改、链接文件配置、驱动构件封装和中断继承处理。4.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其特征在于，所述步骤S3还具体包括，利用所述主线程对无刷滚筒电机的外设进行初始化处理，其过程为：指示所述主线程开始工作，关闭无刷滚筒电机的总中断，对所述任务线对应的芯片的GPIO构件、UART构件和ADC构件进行初始化处理；对无刷滚筒电机进行系统初始化，并中断无刷滚筒电机的外设的使能，再开启无刷滚筒电机的总中断，从而完成对无刷滚筒电机的外设的初始化处理。5.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法，其特征在于，所述步骤S3还具体包括，利用所述PID线程对无刷滚筒电机进行电机闭环控制，其过程为：指示所述PID线程开始工作，并对所述PID线程进行参数初始化；当无刷滚筒电机开关使能后，利用所述PID线程对无刷滚筒电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宜怀，史洪玮，杨璐，刘晓升，汪恒，刘肖，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：