[發明專利]一種直流電機控制器

在審

• 申請號: 201611178992.2
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106773965A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 孫超;姜守達;馬歡;張國英
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種直流電機控制器，其特征在于，該電機控制器集成在外部設備內部，且所述電機控制器包括DSP控制器(1)、第一隔離電路(2)、多個驅動電路(3)、第二隔離電路(4)、多個觸發電路(5)、電源電路(6)、電壓轉換電路(7)、存儲電路(8)、第三隔離電路(9)、第三隔離電路(9)和電平轉換電路(10)；

電源電路(6)，用于給第一隔離電路(2)、驅動電路(3)、第二隔離電路(4)、觸發電路(5)、電壓轉換電路(7)、存儲電路(8)和第三隔離電路(9)供電；

DSP控制器(1)，用于與外部主控計算機進行通訊及根據接收的外設電機碼盤信號發出控制信號，對外設電機進行控制；

第一隔離電路(2)，用于對DSP控制器(1)與驅動電路(3)間的控制信號進行光電隔離，

驅動電路(3)，用于根據接收的控制信號對與其對應的外設電機進行驅動；

第二隔離電路(4)，用于對發送至DSP控制器(1)的外設電機碼盤信號進行光電隔離；

觸發電路(5)，用于對與其對應的外設電機碼盤信號進行識別；

電壓轉換電路(7)，用于對電源電路(6)輸出的電壓進行轉換，且轉換后的電壓用于給外設電機碼盤進行供電；

存儲電路(8)，用于對外設電機控制參數進行存儲；

第三隔離電路(9)，用于實現外部主控計算機與DSP控制器(1)間的串行信號進行光電隔離，

電平轉換電路(10)，用于實現RS422電平信號與TTL電平信號的相互轉換。

2.根據權利要求1所述的一種直流電機控制器，其特征在于，所述的DSP控制器(1)內部主程序包括初始化步驟、命令標識判別步驟、執行命令步驟、返回執行結果狀態的步驟；

初始化步驟，用于實現DSP控制器(1)的寄存器的配置，保證DSP控制器(1)在設定模式下工作，以及DSP控制器(1)內程序變量的初始化；

命令標識判別步驟，用于實現對DSP控制器(1)中，RS422中斷程序中標識的判別，判斷是否接收到外部主控計算機指令，判斷結果為否，則進行循環查詢等待，判斷結果為是，則進入執行命令步驟；

執行命令步驟，用于實現根據外部主控計算機設定電機控制參數、電機絕對正轉位置、電機絕對反轉位置、電機相對正傳位置、電機相對反轉位置、電機歸零、電機鎖和電機解鎖指令，執行相應的指令操作；

返回執行結果狀態的步驟，用于實現將各種命令執行的正常或異常狀態，通過RS422接口傳送到外部主控計算機。

3.根據權利要求2所述的一種直流電機控制器，其特征在于，所述的RS422中斷程序包括用于實現對外部主控計算機發送的RS422數據讀取的步驟、數據完整判別的步驟、命令解析步驟和置命令標識步驟；

所述的RS422數據讀取的步驟，用于通過DSP控制器(1)的串行接口，讀取外部主控計算機發送的RS422數據；

數據完整判別的步驟，用于對接收到的RS422數據的完整性的進行判別，判斷結果為否，則繼續接收RS422數據，判斷結果為是，則識別數據幀的幀頭，然后從數據幀中解析出指令，根據解析出的指令確定參數個數；

置命令標識步驟，用于對每一幀RS422數據解析后，確定的指令和參數進行信息標識，使得主程序可查詢到此標識，并按照接收到的指令進行處理。

4.根據權利要求1或2所述的一種直流電機控制器，其特征在于，所述的DSP控制器(1)中定時器中斷程序，用于以固定的控制周期對外設電機的當前位置進行控制，且每個固定的控制周期內對外設電機的當前位置進行控制的具體過程包括如下步驟：

首先，判斷位置偏差是否小于500，所述的位置偏差為電機設定位置與電機當前位置的偏差，

判斷結果為是，通過位置PID算法對外設電機的轉動位置進行控制，使位置偏差趨近于0，

判斷結果為否，通過速度PID算法對外設電機的轉動速度進行控制，使位置偏差趨近于0。

5.根據權利要求1或2所述的一種直流電機控制器，其特征在于，所述的DSP控制器(1)內的外部中斷程序，用于對外設電機的碼盤位置進行識別，且對外設電機的碼盤位置進行識別包括如下步驟：

讀取電平值的步驟，通過觸發電路(5)對外設電機碼盤信號進行讀取，對讀取后的外設電機碼盤信號通過第二隔離電路(4)進行光耦隔離，獲得電平值，其中，高電平為外設電機正轉，低電平為外設電機反轉；

判斷電平值是否為高的步驟，判斷結果為是，則外設電機正轉，每運動一個碼位，當前碼盤位置加1；判斷結果為否，則外設電機反轉，當前碼盤位置減1，根據當前計數結果確定外設電機的碼盤位置，從而完成對外設電機的碼盤位置的識別。