[發(fā)明專利]用于控制多電機(jī)運(yùn)行的分時復(fù)用伺服裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011120778.8
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112506090B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 芮萬智;徐明進(jìn);朱俊杰;吳振興;許金;吳延好;陽習(xí)黨;郭威;常永昊;郭鵬輝;孫興法;馬銳鋒;王鈺;韓正清;韓文斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H02P5/00;H02P5/74
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

1.一種用于控制多電機(jī)運(yùn)行的分時復(fù)用伺服裝置，其特征在于：包括分時復(fù)用驅(qū)動器、切換裝置和N臺電機(jī)，切換裝置包含信號切換單元和動力切換單元；

分時復(fù)用驅(qū)動器按照編碼指令，控制切換裝置從N臺電機(jī)中選取對應(yīng)電機(jī)的UVW動力線和分時復(fù)用驅(qū)動器的UVW動力線連通，對應(yīng)電機(jī)端編碼器和分時復(fù)用驅(qū)動器端編碼器接口進(jìn)行信息交互；

信號切換單元接收分時復(fù)用驅(qū)動器發(fā)送的選通信號和抱閘信號，完成電機(jī)端編碼器與分時復(fù)用驅(qū)動器端編碼器的連通，并輸出動力選通控制信號和抱閘信號；

動力切換單元用于接收信號切換單元發(fā)送的動力選通控制信號，完成相應(yīng)電機(jī)的UVW動力線與分時復(fù)用驅(qū)動器的UVW動力線連通，并將選通狀態(tài)反饋信號反饋給信號切換單元；同時，動力切換單元對信號切換單元輸出的抱閘開關(guān)信號進(jìn)行中轉(zhuǎn)，完成電機(jī)的抱閘動作；

每臺所述電機(jī)端編碼器的輸出信號包含模擬信號和數(shù)字信號，模擬編碼器選通電路的模擬信號發(fā)送至分時復(fù)用驅(qū)動器的模擬接口，數(shù)字編碼器選通電路與FPGA中央處理單元采用雙向通信，F(xiàn)PGA中央處理單元將數(shù)字信號發(fā)送至分時復(fù)用驅(qū)動器的數(shù)字接口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于控制多電機(jī)運(yùn)行的分時復(fù)用伺服裝置，其特征在于：所述信號切換單元包括FPGA中央處理單元、I/O電路、編碼器選通電路、動力選通控制信號驅(qū)動電路及抱閘開關(guān)電路；信號切換單元通過I/O電路接收分時復(fù)用驅(qū)動器發(fā)送的選通信號和抱閘信號，由FPGA中央處理單元解析后，將選通信號中的編碼器選通信號發(fā)送至編碼器選通電路、將選通信號中的動力選通信號發(fā)送至動力選通控制信號驅(qū)動電路，將抱閘信號發(fā)送至抱閘開關(guān)電路；編碼器選通電路根據(jù)接收到的編碼器選通信號將相應(yīng)電機(jī)端編碼器與分時復(fù)用驅(qū)動器端編碼器接口連接；動力選通控制信號驅(qū)動電路根據(jù)接收到的動力選通信號輸出相應(yīng)動力選通控制信號至動力切換單元，分時復(fù)用驅(qū)動器的UVW接口與動力切換單元的UVW輸入口連通，動力切換單元的UVW輸出口分別與N臺電機(jī)的UVW接口連通，動力切換單元根據(jù)動力選通控制信號將對應(yīng)的電機(jī)的UVW接口與分時復(fù)用驅(qū)動器的UVW接口連通；抱閘開關(guān)電路輸出抱閘信號經(jīng)動力切換單元發(fā)送至N臺電機(jī)，用于控制相應(yīng)電機(jī)的抱閘；動力切換單元的選通狀態(tài)反饋信號通過I/O電路反饋給分時復(fù)用驅(qū)動器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于控制多電機(jī)運(yùn)行的分時復(fù)用伺服裝置，其特征在于：所述信號切換單元還包括給信號切換單元中各部分功能電路供電的DC/DC模塊。

4.一種如權(quán)利要求1所述用于控制多電機(jī)運(yùn)行的分時復(fù)用伺服裝置的分時復(fù)用伺服方法，其特征在于：分時復(fù)用伺服方法具體如下：

分時復(fù)用驅(qū)動器通過總線接收到上位機(jī)切換指令后，將指令譯碼成對應(yīng)電機(jī)編碼；如果當(dāng)前電機(jī)處在動態(tài)運(yùn)行狀態(tài)，分時復(fù)用驅(qū)動器向信號切換到單元的I/O電路發(fā)送抱閘信號，F(xiàn)PGA中央處理單元解析后將抱閘信號經(jīng)抱閘開關(guān)電路發(fā)送至動力切換單元，動力切換單元對N個電機(jī)進(jìn)行抱閘控制停止當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)所有電機(jī)完成抱閘后分時復(fù)用驅(qū)動器輸出目標(biāo)切換電機(jī)的選通信號；

信號切換單元的I/O電路接收到目標(biāo)切換電機(jī)的選通信號后發(fā)送至FPGA中央處理單元進(jìn)行解析，F(xiàn)PGA中央處理單元將目標(biāo)切換電機(jī)的選通信號中的編碼器選通信號發(fā)送至編碼器選通電路，編碼器選通電路根據(jù)接收到的編碼器選通信號將相應(yīng)電機(jī)端編碼器與分時復(fù)用驅(qū)動器端編碼器接口連接，完成電機(jī)編碼信號的切換；FPGA中央處理單元將目標(biāo)切換電機(jī)的選通信號中的動力選通信號發(fā)送至動力選通控制信號驅(qū)動電路，動力選通控制信號驅(qū)動電路根據(jù)接收到的動力選通信號輸出相應(yīng)動力選通控制信號至動力切換單元，動力切換單元根據(jù)動力選通控制信號將對應(yīng)的電機(jī)的UVW接口與分時復(fù)用驅(qū)動器的UVW接口連通，完成電機(jī)動力信號的切換；

編碼信號和動力信號切換完成后，動力切換單元將選通狀態(tài)反饋信號經(jīng)信號切換單元的I/O電路反饋給分時復(fù)用驅(qū)動器，分時復(fù)用驅(qū)動器發(fā)出抱閘信號給I/O電路，F(xiàn)PGA中央處理單元解析后將抱閘信號經(jīng)抱閘開關(guān)電路發(fā)送至動力切換單元，動力切換單元對N個電機(jī)進(jìn)行解鎖，分時復(fù)用驅(qū)動器從而進(jìn)入正常電機(jī)運(yùn)行控制模式。