[發(fā)明專利]驅(qū)控一體化控制器和控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110343477.6
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102411353A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳宏;呂恕;馮月明;董良
• 申請（專利權(quán)）人: 固高科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

1.一種驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,?

所述驅(qū)控一體化控制器包括接口、用于運行應(yīng)用層操作系統(tǒng)、用戶應(yīng)用程序和實現(xiàn)人機交互的工業(yè)控制計算機模塊、用于運動控制和運動規(guī)劃的運動控制器、用于驅(qū)動執(zhí)行部件的驅(qū)動器以及用于邏輯處理及完成輸入輸出控制的可編程邏輯控制器；

所述驅(qū)控一體化控制器具有一個包括應(yīng)用層、實時調(diào)度層及實時控制層的系統(tǒng)，所述應(yīng)用層用于運行應(yīng)用程序開發(fā)工具軟件，供用戶開發(fā)并編譯程序，實現(xiàn)通訊以及人機界面交互；所述實時調(diào)度層用于運行用戶開發(fā)的應(yīng)用程序，實時調(diào)度所述實時控制層上的操作指令，對硬件進行操作；所述實時控制層用于執(zhí)行所述操作指令，完成控制操作；

其中所述實時調(diào)度層配置成比計算機操作系統(tǒng)的Kernel內(nèi)核優(yōu)先級別更高的實現(xiàn)體，用戶應(yīng)用程序下載到所述驅(qū)控一體化控制器后工作在所述實時調(diào)度層，按設(shè)定的優(yōu)先級進行調(diào)度，以確保所述工業(yè)控制計算機模塊載入的用戶應(yīng)用程序在相應(yīng)時間片開始執(zhí)行，完成所述實時控制層的相關(guān)工作，以滿足預(yù)設(shè)的實時性要求。

2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,?

所述實時控制層包括用于實現(xiàn)所述運動控制和運動規(guī)劃的運動控制模塊以及根據(jù)所述運動控制模塊的輸出驅(qū)動電機的驅(qū)動模塊；

所述運動控制包括位置控制、速度及電流控制，進行電機控制相關(guān)的位置及速度估算、定子電流估計及坐標解算，根據(jù)計算結(jié)果產(chǎn)生電機的驅(qū)動控制信號，以完成電機的速度控制及電流控制。

3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,

所述位置及速度估算是根據(jù)安裝在電機側(cè)或負載工作臺側(cè)的位置傳感器反饋信號計算電機的轉(zhuǎn)子位置或工作臺位置，進而估算轉(zhuǎn)子或工作臺的速度；

所述定子電流估計及坐標解算是根據(jù)安裝在所述驅(qū)動模塊的電流傳感器測量值，估計交流電機的各相電流，進而完成交流電機控制所需的交直和直交轉(zhuǎn)換；

所述電機的速度控制及電流控制為閉環(huán)控制，使得所估算的轉(zhuǎn)子或工作臺的速度、電機的電流跟蹤系統(tǒng)給定的目標速度值和電流值，實現(xiàn)電機的穩(wěn)定運行。

4.如權(quán)利要求2或3所述的驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,

所述運動規(guī)劃包括實時運動規(guī)劃，所述實時運動規(guī)劃包括用于實現(xiàn)點位運動和連續(xù)軌跡運動的梯形和S型運動規(guī)劃。

5.如權(quán)利要求2或3所述的驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,?

所述運動控制還包括基于多種現(xiàn)場總線的分布式控制。

6.如權(quán)利要求2或3所述的驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,

所述實時控制層還包括用于通過I/O設(shè)備完成邏輯控制操作的邏輯控制模塊和用于的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制與管理的網(wǎng)絡(luò)控制模塊。

7.如權(quán)利要求1-3任一項所述的驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,

所述應(yīng)用層包括功能接口模塊、I/O組態(tài)模塊和人機交互模塊；

所述I/O組態(tài)模塊用于配置組態(tài)信息，并將組態(tài)信息發(fā)送到所述實時調(diào)度層；

所述功能接口模塊用于給所述實時調(diào)度層提供功能模塊資源；

所述人機交互模塊用于生成人機交互界面，以顯示所述實時控制層的操作信息。

8.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)控一體化控制器，其特征在于,

所述實時調(diào)度層包括實時運行系統(tǒng)，所述實時運行系統(tǒng)根據(jù)所述組態(tài)信息從所述功能接口模塊中調(diào)用資源，最終調(diào)用固化在所述實時控制層的操作指令；

所述實時運行系統(tǒng)包括代碼翻譯模塊和復(fù)雜算法模塊；

所述代碼翻譯模塊對所述功能模塊內(nèi)的文件譯碼單元所編譯的數(shù)據(jù)格式進行解析；

所述復(fù)雜算法模塊完成所述代碼翻譯模塊解析所得到的數(shù)據(jù)需要進行的復(fù)雜算法運算，得到所述實時運行系統(tǒng)可識別的輸入信息，復(fù)雜算法模塊優(yōu)選包括速度預(yù)處理子模塊、曲線擬合子模塊和復(fù)雜運動軌跡描述子模塊，用以完成對用戶輸入信息的進一步解析，以便所述實時運行系統(tǒng)有效識別并執(zhí)行。