[發(fā)明專利]一種基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備

在審

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• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN110971153A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 吳龍飛;張智勇;李明明
• 申請（專利權）人: 深圳勇藝達機器人有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H04L29/06
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司 11544
• 代理人: 趙敏

1.一種基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于包括：霍爾傳感器、三相MOS管驅動單元、位置傳感器、三相電流采集單元和主控芯片；霍爾傳感器用于采集三相直流無刷電機M的相位信息，并且計算當前相位和需要切換的下一個相位；位置傳感器，在磁場環(huán)境采集當前輸出軸位置信息，并向主控芯片發(fā)送與采集到的當前輸出軸位置信息相應的信息；主控芯片根據從位置傳感器接收到的信息向三相MOS管驅動單元發(fā)送PWM信號，以驅動三相直流無刷電機M。

2.根據權利要求1所述的基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于還包括：通信模塊，其包括用于接收及傳遞指令的CAN通信口和USART通信口。

3.根據權利要求2所述的基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于，在通信模塊中，CAN通信方式和485通信方式被設置成中斷接收模式，其中當總線存在指令數據時觸發(fā)中斷調用去接收指令數據，并且將指令數據存在隊列里而非直接解析，存在隊列里面的指令數據由主程序檢測并讀取數據以進行指令解析。

4.根據權利要求1或2所述的基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于還包括：協(xié)議解析器，用于解析主程序檢測并讀取的指令的協(xié)議類型，以便將指令分配到不同的協(xié)議組進行二次解析，其中在第二次解析時解析指令具體內容以將指令發(fā)送到消息隊列中以便指令執(zhí)行線程從消息隊列中讀取指令動作并進行執(zhí)行。

5.根據權利要求1或2所述的基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于，位置傳感器是磁編碼器。

6.根據權利要求1或2所述的基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于，霍爾傳感器采用六步換向法進行計算當前相位和需要切換的下一個相位。

7.根據權利要求1或2所述的基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于，還包括用于利用實時位置糾偏反饋實現設定角度的位置PID調節(jié)的力矩調節(jié)單元，其采用速度和位置雙閉環(huán)，在檢測到力矩超過預定范圍而導致位置偏移時，位置閉環(huán)反饋一個錯誤值至速度環(huán)，以驅動舵機輸出與位置偏移量成正比的反向力矩。

8.根據權利要求7所述的基于多協(xié)議的混聯舵機控制設備，其特征在于，力矩調節(jié)單元采用的舵機的速度PID調節(jié)公式為：

其中Kp為比例系數，Ti為積分時間常量，Td為積分時間常量，假設采樣時間間隔為T，則在k時刻：

偏差為e(k)；

積分為e(k)+e(k-1)+e(k-2)+...+e(0)；

微分為(e(k)-e(k-1))/T；

對公式離散化之后得到：

由位置PID推算出增量式PID如下：

△u(k)＝u(k)-u(k-1)＝K_p(e(k)-e(k-1))+K_ie(k)+K_d(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))。