[发明专利]基于无刷直流电机的新型高速倍捻机控制系统及方法

权利要求书

1. 基于无刷直流电机的新型高速倍捻机控制系统包括人机交互界面模块、卷绕电机控制器模块、横动成型电机控制器模块、多个锭子电机控制器模块、卷绕电机驱动器模块、横动成型电机驱动器模块、多个锭子电机驱动器模块和多个无刷直流电机；所述的卷绕电机控制器模块、横动成型控制器模块和多个锭子电机控制器模块采用ARM处理器STM32F103，所述的卷绕电机驱动器模块、横动成型电机驱动器模块、多个锭子电机驱动器模块采用IPM功率驱动模块；每一个控制电路包括一个控制器模块、一个驱动器模块和一个无刷直流电机，控制器模块的PWM输出管脚与驱动器模块的信号输入管脚连接，驱动器模块的U、V、W三个输出管脚与无刷直流电机一一对应连接；卷绕电机即1号无刷直流电机的霍尔位置传感器与本路及其他各路控制器模块的输入捕获管脚连接，卷绕电机即1号无刷直流电机的电流反馈端与本路及其他各路控制器模块的ADC模块输入管脚连接；2号~N号无刷直流电机的霍尔位置传感器与本路控制器模块的输入捕获管脚连接，2号~N号无刷直流电机的电流反馈端与本路控制器模块的ADC模块输入管脚连接；各个电机控制器模块通过485通信模块与其他控制电路的控制器模块连接；所述的人机交互界面模块与卷绕电机控制器模块之间通过串行通信接口连接。

2.基于无刷直流电机的新型高速倍捻机控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤(1)：ARM处理器获取人机交互界面装置中的IPM模块选择指令信息                                               ,纱线线速设定指令信息，捻度设定指令信息；

步骤(2)：ARM处理器获取，，，先将和暂存，根据捻度计算公式：锭速=捻度*卷绕线速，因此可由捻度计算公式计算出锭子转速和卷绕线速间的跟踪关系，再根据导纱角公式：导纱器速度=卷绕绕速*tgθ，其中θ为交叉角，导纱器速度即为横动成型电机的转速，计算出横动成型电机的横动频率，由ARM处理器根据设定的自动调节无刷直流电机驱动器的PWM占空比，控制无刷直流电机的转速；在ARM处理器的PWM管脚与功率驱动模块的输入管脚之间添加一个时间常数为的滤波环节，其中与反馈信号滤波电路的时间常数相一致，保证给定信号与反馈信号经过同样的延迟，在时间上达到同步； 

步骤(3)：ARM处理器通过比较发现如果下的有更新，则在无刷直流电机驱动器功率开关管导通期间的中部，检测驱动器直流回路母线的电流，并输出一个4～20mA的电流反馈信号 ，送入本路和其他各路控制器模块的ADC模块；ARM处理器的输入捕获模块通过捕获霍尔传感器上升脉冲信号，采用中值平均滤波算法计算出实际转速测量值，再对所测量得到的各个电流信号、转速信号与设定值进行对比，然后协调和修正各个无刷直流电机的转速，确保倍捻机能自动完成纱线成型。