[發明專利]一種具有冗余安全的異構雙核電機伺服控制器及其冗余安全控制方法

在審

• 申請號: 201910455871.5
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110134001A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 賈中青;王啟武;高建波;李海明;李琦;范宏偉;袁全
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.一種具有冗余安全的異構雙核電機伺服控制器，包括輸入接口、輸出接口和報警接口，其特征在于：還包括DSP模塊、可編程邏輯芯片模塊和投票器，DSP模塊的輸入端、可編輯邏程芯片模塊的輸入端分別與輸入接口連接，DSP模塊的輸出端、可編程邏輯芯片模塊的輸出端均通過投票器分別與報警接口和輸出接口連接，投票器通過可將DSP模塊的輸出信號反饋至可編程邏輯芯片模塊的接線與可編程邏輯芯片模塊連接，可編程邏輯芯片模塊通過ACK引腳組與DSP模塊連接。

2.根據權利要求1所述的具有冗余安全的異構雙核電機伺服控制器，其特征在于：所述的DSP模塊的伺服控制軟件使用C/C++編程語言實現，所述的可編程邏輯芯片模塊使用硬件描述語言構建電機伺服控制的數字邏輯。

3.根據權利要求1所述的具有冗余安全的異構雙核電機伺服控制器，其特征在于：所述的可編程邏輯芯片模塊為FPGA模塊或CPLD模塊。

4.一種應用權利要求1所述的具有冗余安全的異構雙核電機伺服控制器的冗余安全控制方法，其特征在于：

DSP模塊和可編程邏輯芯片模塊同步接收輸入接口的輸入信號， 可編程邏輯芯片模塊執行與DSP模塊相同的控制邏輯和系統功能，同時監測DSP模塊的計算結果，并比較DSP模塊的計算結果和運行狀態；

包括默認模式和后備模式，投票器根據不同的模式，在DSP模塊和可編程邏輯芯片模塊中選擇其中一個模塊的輸出信號作為伺服控制器輸出的控制信號；

在默認模式下：

DSP模塊作為默認激活模塊，投票器將DSP模塊的計算結果作為伺服控制器輸出的控制信號，同時投票器將該計算結果發送至可編程邏輯芯片模塊內校驗，可編程邏輯芯片模塊與DSP模塊通過ACK引腳組傳輸校驗信號，并根據兩個模塊計算結果的差值絕對值與設定閾值的比較情況，將信號分別編碼為“校驗通過”和“校驗錯誤”；

當上述差值絕對值小于設定閾值時，校驗信號為“校驗通過”，伺服控制器保持默認模式運行；

當上述差值絕對值大于設定閾值時，校驗信號為“校驗錯誤”，可編程邏輯芯片模塊在下一次計算采樣前熱重啟一次：

若下一次的差值絕對值小于設定閾值，校驗信號為“校驗通過”，伺服控制器以默認模式運行；

若下一次的差值絕對值仍大于等于設定閾值，系統進入后備模式：

在后備模式下：

可編程邏輯芯片模塊接管控制功能，并通過投票器發出警報信號，在警報信號解除前，通知投票器使用可編程邏輯芯片模塊的輸出信號作為伺服控制器輸出的控制信號。

5.根據權利要求3所述的冗余安全控制方法，其特征在于：所述的校驗信號為“校驗通過”時，用于DSP模塊接收可編程邏輯芯片模塊信號的ACK引腳組穩定至“00”；所述的校驗信號為“校驗錯誤”時，用于DSP模塊接收可編程邏輯芯片模塊信號的ACK引腳組穩定至“11”。

6.根據權利要求5所述的冗余安全控制方法，其特征在于：所述的校驗信號還包括“無效信號”，用于DSP模塊接收可編程邏輯芯片模塊信號的ACK引腳組無法穩定時或穩定至“01” 或“10”，校驗信號為“無效信號”，此時DSP模塊通知投票器，認定可編程邏輯芯片模塊出現錯誤，并向警報接口發出警報信號，在警報信號解除前忽略可編程邏輯芯片模塊的對比校驗。

7.根據權利要求3所述的冗余安全控制方法，其特征在于：所述的設定閾值可在5%-20%范圍內自由調整。