[發(fā)明專利]一種瞬時(shí)大拖動(dòng)力矩?zé)o刷電機(jī)控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211092864.1
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN116169904A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭巖
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林省建研科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/17;H02P6/34;G05B19/04
• 代理公司: 北京中譽(yù)至誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11858
• 代理人: 張平力

本發(fā)明提供一種瞬時(shí)大拖動(dòng)力矩?zé)o刷電機(jī)控制系統(tǒng)，包括：無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備、主控設(shè)備及計(jì)算機(jī)；所述無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備與所述主控設(shè)備之間通信連接，所述計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)連接到所述主控設(shè)備；無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備通過嵌入式編程，實(shí)現(xiàn)PID控制算法，使用傳感器信息構(gòu)成控制閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)快速無刷電機(jī)的快速控制，采用專業(yè)EMI測試系統(tǒng)對系統(tǒng)在現(xiàn)場工作的電磁信號進(jìn)行測試，對電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用ARM和FPGA聯(lián)合控制，不需用速度和位置傳感器，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和位置的高精度控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無刷電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瞬時(shí)大拖動(dòng)力矩?zé)o刷電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人們對電機(jī)小型化、薄型化、低噪聲的呼聲愈來愈高；近幾年來，無刷電機(jī)成為在模型領(lǐng)域里快速發(fā)展的一種動(dòng)力，由于產(chǎn)量和價(jià)格的原因，過去幾年無刷電機(jī)多使用在中高檔航空模型中，現(xiàn)在由于機(jī)械加工技術(shù)的快速發(fā)展，無刷電機(jī)的生產(chǎn)成本下降許多，目前它正進(jìn)入模型領(lǐng)域的各個(gè)層面，從電動(dòng)遙控車到電動(dòng)遙控船再到電動(dòng)模型飛機(jī)，無處不在，但由于電機(jī)系統(tǒng)負(fù)載的變化會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致無刷直流電機(jī)的輸出扭矩發(fā)生變化。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于無刷直流電機(jī)控制模塊主要采用經(jīng)典PID控制，然而PID控制器的性能受控制器恒增益參數(shù)的影響，同時(shí)也受到控制器恒參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)挠绊懀蜁?huì)存在不能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性或?qū)ο到y(tǒng)的最優(yōu)控制的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種瞬時(shí)大拖動(dòng)力矩?zé)o刷電機(jī)控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，對于無刷直流電機(jī)控制模塊主要采用經(jīng)典PID控制，然而PID控制器的性能受控制器恒增益參數(shù)的影響，同時(shí)也受到控制器恒參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)挠绊懀荒鼙ＷC系統(tǒng)的穩(wěn)定性或?qū)ο到y(tǒng)的最優(yōu)控制的問題。

本發(fā)明提供一種瞬時(shí)大拖動(dòng)力矩?zé)o刷電機(jī)控制系統(tǒng)，包括：無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備、主控設(shè)備及計(jì)算機(jī)；

所述無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備與所述主控設(shè)備之間通信連接，所述計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)連接到所述主控設(shè)備，所述無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備與所述主控設(shè)備之間采用CAN總線，采用雙線串行通信方式，主控設(shè)備控制模塊及無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備主控模塊通過CAN控制器掛到CAN總線上，形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)；

無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備通過CAN總線接收主控設(shè)備發(fā)來的控制命令，通過4-20mA接口控制電動(dòng)無刷電機(jī)執(zhí)行動(dòng)作，并通過4-20mA接口接收無刷電機(jī)開度指示信號；

傳感器，包括：溫度傳感器、氣壓傳感器或氣體流速傳感器，所述傳感器放置在無刷電機(jī)的內(nèi)部，所述傳感器放置在距離所述無刷電機(jī)檢測控制設(shè)備近的一側(cè)，所述傳感器內(nèi)部設(shè)計(jì)信號調(diào)理電路，嵌入式編程實(shí)現(xiàn)信號處理；

無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備通過嵌入式編程，實(shí)現(xiàn)PID控制，使用傳感器信息構(gòu)成控制閉環(huán)。

進(jìn)一步的，所述主控設(shè)備具有CAN總線通信功能，下傳控制命令到無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備，并監(jiān)測無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備采集到的傳感器信息和無刷電機(jī)閥位指示信息；通過以太網(wǎng)連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)協(xié)議的轉(zhuǎn)換和控制，主控設(shè)備留有帶觸摸屏LCD接口，所述帶觸摸屏LCD接口連接觸摸屏，可以直接在觸摸屏上面進(jìn)行人機(jī)操作；

所述無刷電機(jī)監(jiān)測控制設(shè)備具有與主控設(shè)備通信功能、控制無刷電機(jī)開啟、關(guān)閉、調(diào)速功能、接收無刷電機(jī)傳感器信息處理功能；

所述計(jì)算機(jī)包括：人機(jī)界面模塊、數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫存儲模塊、數(shù)據(jù)信息查詢模塊、統(tǒng)計(jì)模塊、控制無刷電機(jī)模塊及異常告警模塊，其中所述人機(jī)界面模塊，用于人機(jī)交互，所述數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫存儲模塊，用于數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫存儲，所述數(shù)據(jù)信息查詢模塊，用于數(shù)據(jù)查詢，所述統(tǒng)計(jì)模塊，用于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，所述控制無刷電機(jī)模塊，用于控制無刷電機(jī)，所述異常告警模塊，用于在異常時(shí)，發(fā)出警報(bào)。