[發明專利]一種雙軸低壓電機驅動器的控制時序優化方法及相關設備

在審

• 申請號: 202211626445.1
• 申請日: 2022-12-17
• 公開（公告）號: CN115840402A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 權雙坡;雷斯杰;張星瑜
• 申請（專利權）人: 上海莘汭驅動技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 鄧駿杰

本申請提供一種雙軸低壓電機驅動器的控制時序優化方法及相關設備，雙軸電機控制領域，其中，方法包括：雙軸低壓電機驅動器在對電機進行控制時，在不同的中斷周期交替執行第一電機與第二電機的反饋修正，并且將速度環與位置環的計算分配到不同的中斷周期中進行交替處理，同一電機速度環與位置環的計算間隔一個中斷周期執行，第一電機與第二電機的環路計算在相鄰兩個中斷周期執行，能夠降低雙軸低壓電機驅動器的MCU的處理負荷，有效提高系統的實時性與可靠性。

技術領域

本申請涉及雙軸電機控制領域，具體涉及一種雙軸低壓電機驅動器的控制時序優化方法及相關設備。

背景技術

在現有的伺服控制系統中，通常采用數字控制方式實現，電機驅動器通常以微控制單元作為處理器，微控制單元(Micro Control Unit，MCU)處理的任務包括電流環、速度環以及位置環等核心控制任務，也包括顯示處理、外部通信以及外部輸入等外圍任務，前者需要按照嚴格的時間要求執行，屬于實時控制任務，于MCU的定時中斷中執行；后者沒有嚴格時間要求，屬于非實時控制任務，于MCU的主循環中執行。

雙軸電機驅動器，是指通過一個MCU實現兩套電機控制算法，同時對兩臺電機進行閉環控制，相比于單軸驅動器，雙軸電機驅動器對于MCU的要求更高，雙軸低壓電機驅動器常用于生產生活中較為精細的電機控制，例如常用于3D打印的步進電機以及生產中位置精度控制較高的伺服電機，這類低壓電機的重點在于對電機的精確控制，目前的雙軸電機驅動器對于兩個電機的實時控制任務在定時中斷中是并行處理的，以保證同時對兩個電機進行實時控制，但這種方式對于MCU的負荷較大，使得MCU在大部分時間都處于處理兩個電機實時控制任務的高負荷狀態，使得MCU的可靠裕量較低，若減少MCU的處理負荷，系統對于電機控制的實時性又得不到滿足，因此亟需尋求一種針對MCU的時序控制方法，來同時保證系統的實時性與可靠性。

發明內容

本申請提供一種雙軸低壓電機驅動器的控制時序優化方法及相關設備，通過在不同的中斷周期交替執行第一電機與第二電機的反饋修正，并且將速度環與位置環的計算分配到不同的中斷周期中進行交替處理，能夠降低MCU的處理負荷，有效提高系統的實時性與可靠性。

在本申請的第一方面提供了一種雙軸低壓電機驅動器的控制時序優化方法，應用于雙軸低壓電機驅動器，所述方法包括：

在第一中斷周期，獲取第一電機的實時采樣信息，對所述第一電機的實時采樣信息進行速度環計算，基于計算結果輸出第一PWM信號對所述第一電機的轉速進行控制；

在第二中斷周期，獲取第二電機的實時采樣信息，對所述第二電機的實時采樣信息進行速度環計算，基于計算結果輸出第二PWM信號，對所述第二電機的轉速進行控制；

在第三中斷周期，獲取第一電機的實時采樣信息，對所述第一電機的實時采樣信息進行位置環計算，基于計算結果輸出第三PWM信號對所述第一電機的位置進行控制；

在第四中斷周期，獲取第二電機的實時采樣信息，對所述第二電機的實時采樣信息進行位置環計算，基于計算結果輸出第四PWM信號對所述第二電機的位置進行控制；

所述第一中斷周期與所述第三中斷周期間隔所述第二中斷周期或所述第四中斷周期。

通過上述技術方案，在不同的中斷周期交替執行第一電機與第二電機的實時任務，將原先在同一中斷周期中完成的速度環與位置環計算，分配到同一電機通道的交替中斷中處理，每次中斷只執行其中一個電機的速度環或位置環計算，能夠減少MCU的中斷處理時間，降低MCU的處理負荷，能在不減少電機負荷的情況下提升雙軸低壓電機驅動器中系統的實時性與可靠性。

可選的，所述在第一中斷周期，獲取第一電機的實時采樣信息，包括：

在第一中斷周期的起始時刻同時獲取所述第一電機的電流采樣信息與位置采樣信息；

所述在第三中斷周期，獲取第一電機的實時采樣信息，包括：

在第三中斷周期的起始時刻同時獲取所述第一電機的電流采樣信息與位置采樣信息。