[發(fā)明專利]單路/多路伺服電機(jī)的高速矢量控制方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710439678.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN107294446A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張敬良;王寶磊;賈慶偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波韋爾德斯凱勒智能科技有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00
• 代理公司: 寧波浙成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)33268
• 代理人: 王明超,洪松

1.一種單路伺服電機(jī)的高速矢量控制方法，包括如下步驟：

步驟一，設(shè)計(jì)四個(gè)獨(dú)立并行運(yùn)算的專用乘法器和兩個(gè)獨(dú)立的并行加法器實(shí)現(xiàn)共享的基本快速運(yùn)算單元；

步驟二，利用該基本快速運(yùn)算單元對(duì)分別對(duì)該伺服電機(jī)的矢量控制算法的各步驟進(jìn)行歸一化處理。

步驟三，設(shè)計(jì)單路電機(jī)伺服矢量控制狀態(tài)時(shí)序控制基本快速運(yùn)算單元完成單路電機(jī)矢量控制。

2.如權(quán)利要求1所述的一種單路伺服電機(jī)的高速矢量控制方法，其特征在于，于步驟一中，設(shè)計(jì)四個(gè)獨(dú)立乘法器和兩個(gè)加法器實(shí)現(xiàn)如下兩個(gè)共享的基本快速運(yùn)算單元：

y₁＝c₁×x₁+c₂×x₂

y₂＝c₃×x₃+c₄×x₄，

其中，C和X為由多路選擇器在不同的狀態(tài)時(shí)選擇對(duì)應(yīng)的量。

3.如權(quán)利要求2所述的一種單路伺服電機(jī)的高速矢量控制方法，其特征在于：于步驟二中，利用狀態(tài)機(jī)在控制節(jié)拍時(shí)鐘的觸發(fā)下，根據(jù)實(shí)際FPGA器件完成矢量控制算法的各步驟所需時(shí)間提供該矢量控制算法各步驟相應(yīng)的狀態(tài)量以控制該基本快速運(yùn)算單元，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分別對(duì)矢量控制算法的各步驟的歸一化處理。

4.一種單路伺服電機(jī)的高速矢量控制裝置，包括：

乘加計(jì)算核心單元，用于設(shè)計(jì)四個(gè)獨(dú)立乘法器和兩個(gè)加法器以實(shí)現(xiàn)共享的基本快速運(yùn)算單元；

第一狀態(tài)機(jī)，在控制節(jié)拍時(shí)鐘的觸發(fā)下，根據(jù)實(shí)際FPGA器件完成矢量控制運(yùn)算模塊的每個(gè)運(yùn)算步驟所需的時(shí)間給出矢量控制運(yùn)算模塊的各步驟對(duì)應(yīng)的狀態(tài)量，以控制該乘加計(jì)算核心單元的輸入選擇和輸出的存儲(chǔ)；

參數(shù)選擇單元，連接于該矢量控制運(yùn)算模塊與該乘加計(jì)算核心單元，以在該第一狀態(tài)機(jī)輸出的狀態(tài)量的控制下選擇矢量控制運(yùn)算模塊各步驟所需的參數(shù)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種單路伺服電機(jī)的高速矢量控制裝置，其特征在于：該控制裝置還包括中間變量存儲(chǔ)單元，用于對(duì)該乘加計(jì)算核心單元的輸出進(jìn)行存儲(chǔ)并輸出至矢量控制運(yùn)算模塊。

6.如權(quán)利要求5所述的一種單路伺服電機(jī)的高速矢量控制裝置，其特征在于，該乘加計(jì)算核心單元設(shè)計(jì)四個(gè)獨(dú)立乘法器和兩個(gè)加法器實(shí)現(xiàn)如下兩個(gè)共享的基本快速運(yùn)算單元：

y₁＝c₁×x₁+c₂×x₂

y₂＝c₃×x₃+c₄×x₄，

其中，C和X為由多路選擇器在不同的狀態(tài)時(shí)選擇對(duì)應(yīng)的量。

7.一種多路伺服電機(jī)的高速矢量控制裝置，包括：

單路矢量控制核心單元，以單路伺服電機(jī)的高速矢量控制單元為核心，通過時(shí)分復(fù)用來實(shí)現(xiàn)多路電機(jī)的矢量控制

第二狀態(tài)機(jī)，在系統(tǒng)控制節(jié)拍時(shí)鐘的控制下，給出該多個(gè)單路矢量控制核心單元對(duì)應(yīng)的多路伺服電機(jī)的分時(shí)控制節(jié)拍以及相應(yīng)的目前受控伺服電機(jī)的電機(jī)號(hào)，由電機(jī)號(hào)來控制多路選擇單元；

多路選擇單元，在該第二狀態(tài)機(jī)的控制下選擇與目前受控伺服電機(jī)相對(duì)應(yīng)的各參數(shù)至單路矢量控制核心單元以分時(shí)實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)的高速矢量控制。

8.如權(quán)利要求7所述的一種多路伺服電機(jī)的高速矢量控制裝置，其特征在于：該裝置還包括歷史變量存儲(chǔ)單元，用于在第二狀態(tài)機(jī)的控制下存儲(chǔ)該單路矢量控制核心單元對(duì)多路伺服電機(jī)分時(shí)控制時(shí)輸出的歷史變量值。

9.如權(quán)利要求7所述的一種多路伺服電機(jī)的高速矢量控制裝置，其特征在于：該多路選擇單元在該第二狀態(tài)機(jī)的控制下選擇與目前受控伺服電機(jī)相對(duì)應(yīng)控制參數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)角、電機(jī)相電流以及控制調(diào)節(jié)器所需的歷史變量值至該單路矢量控制核心單元以實(shí)現(xiàn)對(duì)多路伺服電機(jī)的分時(shí)實(shí)時(shí)控制。

10.一種多路伺服電機(jī)的高速矢量控制方法，包括如下步驟：

步驟一，在系統(tǒng)控制節(jié)拍時(shí)鐘的控制下，利用第二狀態(tài)機(jī)給出多路伺服電機(jī)的分時(shí)控制節(jié)拍以及相應(yīng)的目前受控伺服電機(jī)的電機(jī)號(hào)，由電機(jī)號(hào)來控制多路選擇單元選擇與目前電機(jī)相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)角、電機(jī)相電流以及控制調(diào)節(jié)器所需的歷史變量值；

步驟二，根據(jù)多路選擇單元選擇的各參數(shù)值，在多路電機(jī)的分時(shí)控制節(jié)拍的觸發(fā)下，通過單路矢量控制核心完成對(duì)多路電機(jī)的分時(shí)矢量控制；

步驟三，在單路矢量控制核心單元完成對(duì)當(dāng)前路電機(jī)的矢量控制后，更新與目前電機(jī)號(hào)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部寄存器來存放下一個(gè)系統(tǒng)控制節(jié)拍所需的歷史變量值。