[發明專利]直流無刷電機控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201810316211.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108512467B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 王亞飛;涂遠江;張書文;湯雪嬌;劉建波;姜清秀;朱祥
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天萬峰科技發展有限公司
• 主分類號: H02P6/28
• 分類號: H02P6/28;H02P6/16;H02P6/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉志菊;李滿

1.一種直流無刷電機控制裝置的直流無刷電機控制方法，所述直流無刷電機控制裝置包括DSP數字處理器(1)、FPGA信號處理器(2)、電機驅動器(3)、數字模擬轉換器(4)、差分放大器(5)和圓光柵位置傳感器(6)，其中，DSP數字處理器(1)的電機驅動器控制指令輸出端連接FPGA信號處理器(2)的電機驅動器控制指令輸入端，FPGA信號處理器(2)的電機驅動器控制電壓信號輸出端連接數字模擬轉換器(4)的信號輸入端，數字模擬轉換器(4)的信號輸出端連接差分放大器(5)的信號輸入端，差分放大器(5)的信號輸出端連接電機驅動器(3)的控制電壓輸入端；

圓光柵位置傳感器(6)的信號輸出端連接FPGA信號處理器(2)的位置傳感器角度信息輸入端，DSP數字處理器(1)的地址和數據總線通信端連接FPGA信號處理器(2)的位置傳感器角度信息輸出端；

FPGA信號處理器(2)的換向時序控制信號輸出端連接電機驅動器(3)的換向時序控制端，電機驅動器(3)的電機驅動電壓反饋信號輸出端連接DSP數字處理器(1)的電壓反饋信號輸入端；

其特征在于，直流無刷電機控制方法包括如下步驟：

步驟1：所述DSP數字處理器(1)接收上位機(7)給出的電機控制命令；

步驟2：FPGA信號處理器(2)中的軌跡規劃模塊讀取圓光柵位置傳感器(6)的當前的位置傳感器角度信息反饋值，并根據上位機給出的電機控制命令，計算出無刷電機的運行位移路徑軌跡，FPGA信號處理器(2)中的位置PID模塊以計算出的無刷電機運行位移軌跡得到的角度為當前無刷電機運行的目標角度值，讀取圓光柵位置傳感器(6)的實時的位置傳感器角度信息反饋值，計算得到輸出量速度值；

步驟3：FPGA信號處理器(2)中的速度PID模塊以位置PID 模塊計算得出的速度值為輸入量，以利用圓光柵角度值計算出直流無刷電機的運行速度為反饋量，計算出電機驅動器控制電壓信號，同時FPGA信號處理器(2)根據當前采集的圓光柵角度值，給出換向時序控制信號給電機驅動器(3)，控制直流無刷電機運轉，實現直流無刷電機閉環控制；

步驟4：直流無刷電機在運行過程中，DSP數字處理器(1)采集電機驅動器(3)的電機驅動電壓反饋信號從而得到電機驅動電流信號，當電機驅動電流超過驅動器額定值時，DSP數字處理器(1)向上位機返回電機過流狀態信息。

2.根據權利要求1所述的直流無刷電機控制方法，其特征在于：它還包括上位機(7)，所述DSP數字處理器(1)的上位機通信端通過CAN隔離收發器(8)連接上位機(7)的通信端。

3.根據權利要求1所述的直流無刷電機控制方法，其特征在于：它還包括電平轉換器(9)，所述圓光柵位置傳感器(6)的信號輸出端連接電平轉換器(9)的輸入端，電平轉換器(9)的輸出端通過數字隔離器(10)連接FPGA信號處理器(2)的位置傳感器角度信息輸入端。

4.根據權利要求1所述的直流無刷電機控制方法，其特征在于：它還包括儀表放大器(11)，所述電機驅動器(3)的電壓反饋信號輸出端連接儀表放大器(11)的輸入端，儀表放大器(11)的輸出端通過數字隔離器(10)連接DSP數字處理器(1)的電壓反饋信號輸入端。

5.根據權利要求1所述的直流無刷電機控制方法，其特征在于：所述FPGA信號處理器(2)的電機驅動器控制電壓信號輸出端通過數字隔離器(10)連接數字模擬轉換器(4)的信號輸入端，FPGA信號處理器(2)的換向時序控制信號輸出端通過數字隔離器(10)連接電機驅動器(3)的換向時序控制端。

6.根據權利要求2所述的直流無刷電機控制方法，其特征在于：所述DSP數字處理器(1)的數據存儲端連接存儲器(12)的數據存儲端；

所述電機驅動器(3)的電機驅動電壓反饋信號輸出端輸出的電機驅動電壓反饋信號與電機驅動器的電機驅動電流成正比。