磁悬浮储能飞轮辅助控制系统技术方案

一种磁悬浮储能飞轮辅助控制系统，包括ARM处理器系统、按键触摸电路、液晶驱动电路、液晶屏和通讯电路，所述ARM处理器系统通过通讯电路连接到磁悬浮储能飞轮控制系统，液晶驱动电路接收ARM处理器系统传来的显示数据，并与液晶屏电信号连接；按键触摸电路与ARM处理器系统电信号连接，ARM处理器系统通过处理来自按键触摸电路的信号，来控制液晶驱动电路驱动液晶屏显示相应的信息；由ARM处理器系统发出控制指令，飞轮控制系统通过通讯电路接收控制指令，并将磁悬浮储能飞轮运行状态参数上传至ARM处理器系统，ARM处理器系统将接收到的内容发送至液晶屏。本系统具有系统集成度高，硬件电路结构简单、体积小、功耗低的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种磁悬浮储能飞轮辅助控制系统。 
技术介绍
磁悬浮储能飞轮是一种新一代的物理储能装置，具有大功率、高储能密度，绿色环保，并具有很强的抗干扰性和快速响应等优点，在国际上已逐步得到应用，并且必将成为我国新一代大规模储能装置的首选储能方式。由于磁悬浮储能飞轮需要通过自身存储的能量为控制系统供电，实现对飞轮的悬浮控制和充放电控制，因此，对于整体控制装置的体积、功耗、集成度等方面提出了较高的要求。目前磁悬浮储能飞轮系统的辅助控制都采用控制系统与计算机通讯的方式进行的。这种方案的优点是：有强大的处理器支持其大量通讯数据的处理，并可以做一些深层次的分析。但是这种方案的缺点就是整个硬件系统体积大、功耗高、集成度差，并且存在较大的资源浪费。 
技术实现思路
本系统的所需解决问题是：主要用来解决磁悬浮储能飞轮辅助控制系统中的体积庞大、功耗较高、资源浪费等问题，基于以上缺点，公开一种硬件设计简洁、集成度和稳定性高的磁悬浮储能飞轮辅助控制装置。 本专利技术的技术解决方案是： 一种磁悬浮储能飞轮辅助控制系统，包括ARM处理器系统、按键触摸电路、液晶驱动电路、液晶屏和通讯电路，所述ARM处理器系统通过通讯电路连接到磁悬浮储能飞轮控制系统，液晶驱动电路接收ARM处理器系统传来的显示数据，并与液晶屏电信号连接；按键触摸电路与ARM处理器系统电信号连接，ARM处理器系统通过处理来自按键触摸电路的信号，来控制液晶驱动 电路驱动液晶屏显示相应的信息；由ARM处理器系统发出控制指令，飞轮控制系统通过通讯电路接收控制指令，并将磁悬浮储能飞轮运行状态参数上传至ARM处理器系统，ARM处理器系统将接收到的内容发送至液晶屏。 本控制系统还具有以下特点： 所述的ARM处理器系统采用一片STM32芯片作为核心处理器，所述的STM32芯片采用STM32F103系列。 本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术利用了一片STM32芯片来构建磁悬浮储能飞轮辅助控制器，与采用上位机进行辅助控制的系统相比，具有以下特点： (1)采用ARM处理器为核心处理器，搭配外围芯片构成数字控制系统，相对于采用上位机进行辅助控制的系统，具有系统集成度高，硬件电路结构简单、体积小、功耗低等优点。 (2)采用一片以ARM处理器为核心构成的辅助控制系统，具有易操作、开发周期短等优点。 附图说明图1为本专利技术的结构组成框图； 图2为本专利技术的通讯接口图； 图3为本专利技术的液晶驱动接口图； 图4为本专利技术的按键触摸模块图； 图5为本专利技术的程序流程图； 图6为串口中断程序流程图； 图7为外部中断程序流程图。 具体实施方式如图1所示，本专利技术包括ARM处理器系统(2)、按键触摸电路(3)、液晶驱动电路(4)、液晶屏(5)和通讯电路(6)。所述ARM处理器系统(2)通过通讯电路(6)连接到磁悬浮储能飞轮控制系统(1)，液晶驱动电路(4)接收ARM处理器系统(2)传来的显示数据，并与液晶屏(5)电信号连接；按键触摸电路(3)与ARM处理器系统(2)电信号连接。其中ARM处理器系统(2)是整个控制装置的核心，可以使用STM32F103系列的芯片，用于处理通过通讯电路(6)从电机和磁轴承控制系统传输过来的数据，并通过液晶屏(5)显示；按键触摸电路(3)主要是获取按键的键值和液晶屏上的触摸位置来控制或显示飞轮状态；液晶驱动电路(4)主要是接收ARM处理器系统(2)传来的显示数据，并驱动液晶屏(5)正常工作。按键触摸电路(3)采用4*4矩阵薄膜开关进行按键处理，同时采用TSC2046芯片(也可采用ADS7843芯片)处理来自液晶屏的触摸信号，并传送给ARM处理器系统(2)；液晶驱动电路(4)采用一片SSD1963芯片来连接ARM处理器系统(2)和液晶屏(5)；通讯电路(6)采用两片SIPEX3485EN，分别连接到磁轴承控制系统和电机控制系统，进行数据交换；液晶屏(5)可以采用800*480或者480*272分辨率的液晶屏。本专利技术的原理是：采用一片STM32芯片实现磁悬浮储能飞轮的辅助控制。飞轮控制系统将飞轮的状态信息通过通讯电路传输到STM32芯片，STM32芯片将接收到的数据进行处理，通过液晶驱动电路实时显示在液晶屏上，并通过液晶屏的触摸按键电路将操作命令传输到STM32芯片，进而通过通讯电路，将操作命令发送到飞轮控制系统，实现飞轮的悬浮控制或充/放电控制。本专利技术提供了磁悬浮储能飞轮辅助控制系统进行控制的通讯接口。一方面，可以实时给磁轴承控制系统提供转速信号并且接收储能飞轮的系统信息；另一方面可以设定悬浮状态控制参数和储能飞轮的电机控制电流，实现储能飞轮的悬浮和充/放电过程。 如图2所示，SIPEX3485芯片通过A、B两根信号线与磁悬浮储能飞轮 控制系统进行数据的交换，ARM处理器系统可以使用方向信号线来控制接收或发送状态，当方向信号线为高电平时，发送有效；当方向信号线为低电平时，接收有效。 如图3所示，ARM处理器系统通过读使能信号和写使能信号分别进行液晶驱动芯片SSD1963的读写状态控制，数据/命令选择信号用来确定传输的是命令还是数据，SSD1963为液晶屏提供专用的时钟信号、控制信号和颜色信号，以实现液晶屏的显示。 如图4所示，ARM处理器系统通过行列线连接4*4薄膜开关，并获取相关的指令，进而发出控制指令；触摸专用芯片TSC2046通过X+、X-、Y+、Y-四条信号线来获取液晶屏的触摸数据，当获取到触摸数据后，向ARM处理器系统发出中断申请；ARM处理器系统通过片选线、时钟线、SI线、SO线来操作TSC2046的内部寄存器，获取液晶屏的触摸有效位置，进而发送控制命令，以实现磁悬浮储能飞轮的悬浮和充/放电过程控制。 如图5所示，程序开始执行后，首先对硬件进行初始化，然后打开串口中断和外部中断，判断是否有按键或者触摸动作发生：如果有按下按键或者发生触摸动作，则读取按键键值或者触摸位置，然后发出相应的控制命令并复位按键/触摸标志位，最后让液晶实时做相应的显示；如果没有按下按键或者未触摸屏幕，则直接执行液晶显示程序。 如图6所示，串口中断中，主要是接收储能飞轮控制系统发送的数据，并将新的数据显示在液晶屏上，然后退出串口中断。 如图7所示，外部中断中，主要是判断是否有触摸或者按键按下，并将标志位置位，然后退出外部中断。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁悬浮储能飞轮辅助控制系统，包括ARM处理器系统(2)、按键触摸电路(3)、液晶驱动电路(4)、液晶屏(5)和通讯电路(6)，其特征在于：所述ARM处理器系统(2)通过通讯电路(6)连接到磁悬浮储能飞轮控制系统(1)，液晶驱动电路(4)接收ARM处理器系统(2)传来的显示数据，并与液晶屏(5)电信号连接；按键触摸电路(3)与ARM处理器系统(2)电信号连接，ARM处理器系统(2)通过处理来自按键触摸电路(3)的信号，来控制液晶驱动电路(4)驱动液晶屏(5)显示相应的信息；由ARM处理器系统(2)发出控制指令，飞轮控制系统(1)通过通讯电路(6)接收控制指令，并将磁悬浮储能飞轮运行状态参数上传至ARM处理器系统(2)，ARM处理器系统(2)将接收到的内容发送至液晶屏(5)。

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮储能飞轮辅助控制系统，包括ARM处理器系统(2)、按
键触摸电路(3)、液晶驱动电路(4)、液晶屏(5)和通讯电路(6)，其
特征在于：所述ARM处理器系统(2)通过通讯电路(6)连接到磁悬浮储能
飞轮控制系统(1)，液晶驱动电路(4)接收ARM处理器系统(2)传来的
显示数据，并与液晶屏(5)电信号连接；按键触摸电路(3)与ARM处理器
系统(2)电信号连接，ARM处理器系统(2)通过处理来自按键触摸电路(3)
的信号，来控制液晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋涛，刘芝秀，韩辅君，
申请(专利权)人：北京奇峰聚能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：