[发明专利]多路电机控制系统与控制方法及自助金融设备

说明书

技术领域

本发明属于电机控制领域，尤其涉及一种多路电机控制系统与控制方法及自助金融设备。

背景技术

目前，自助金融机器内存在较多的电机，包括步进电机、直流无刷电机、直流有刷电机等，且每类电机的数量及各自具体功能均不同，若架构设计或模块划分不合理，将使设计及后期维护极为复杂。

如目前的控制结构中普遍都采用FPGA(Field－Programmable Gate Array)，现场可编程门阵列)进行接口和外设扩展，而一些常用通信接口如以太网、USB等接口等则需要采用ARM(Acorn RISC Machine)芯片进行扩展，为提高运算速度有些则采用一些并不十分适合电机控制的芯片等等，这些方式虽然在一定程度上能够解决问题，但这不仅增加了系统的复杂度，降低了可靠性，也使得硬件成本、开发维护成本增加许多。目前虽然有基于FPGA的电机控制算法提出，但也仅仅局限于算法层面，并没有对整个控制系统给出方案。而SoC(System on Chip，片上系统)-FPGA方面虽然有文献描述了其在电机控制方面的应用，但并没有提出对如何实现基于SoC-FPGA的单片控制可行的应用方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多路电机控制系统与控制方法，旨在解决目前的基于FPGA的电机控制系统架构不合理的问题。

一种多路电机控制系统，包括ARM主控单元和FPGA单元；

所述ARM主控单元通过片上主AXI(AXI(Advanced eXtensible Interface，总线协议)接口与所述FPGA单元通信并进行控制参数配置及状态查询，且通过中断及相关状态寄存器获取电机动作执行结果；

所述FPGA单元包括：用于与所述ARM主控单元通讯的从AXI接口，以及多个与所述从AXI接口通讯连接、用于驱动各个电机实现开环控制的驱动控制器，以及与所述从AXI接口和所述驱动控制器通讯连接、用于控制相应的所述驱动控制器驱动相应的电机实现相互配合的闭环控制的组合控制器。

进一步地，所述组合控制器包括：

第一寄存器单元，与所述从AXI接口通讯连接，用于相应电机的控制参数配置、动作控制及状态查询，以及发出控制相应电机相互配合工作的第二控制命令；

组合控制状态机，与所述第一寄存器单元、所述驱动控制器和传感器连接，根据所述第二控制命令以及所述传感器的检测信息控制相应电机相互配合工作。

进一步地，所述驱动控制器包括：

第二寄存器单元，与所述从AXI接口通讯连接，用于配置相应电机的运行参数并发出控制相应所述电机启停的第一控制命令；

接口切换单元，与所述第二寄存器单元和所述组合控制器连接，接收所述第一控制命令和所述组合控制器发出的第二控制命令，用于选择将所述第一控制命令或所述第二控制命令输出；及

电机驱动单元，与所述接口切换单元和所述电机连接，用于根据所述第一控制命令或所述第二控制命令控制所述电机工作。

进一步地，所述驱动控制器还包括运行异常检测单元，所述运行异常检测单元与检测所述电机状态的传感器以及所述电机驱动单元连接以获取运行信号，并将异常运行信号传输给所述第二寄存器单元和/或组合控制状态机。

此外，还提供了一种多路电机控制方法，所述方法基于一ARM主控单元以及与所述ARM主控单元通信的FPGA单元，所述方法包括：

所述FPGA单元接收ARM主控单元的命令，根据该命令对所述FPGA单元进行控制参数配置及状态查询；其中，包括驱动各个电机实现开环控制，以及驱动相应的电机实现相互配合的闭环控制的组合控制器；

所述ARM主控单元与所述FPGA单元通过中断及相关状态寄存器获取电机动作执行结果。

此外，还提供了一种自助金融设备，包括多个电机，以及上述的多路电机控制系统。

上述的多路电机控制系统与控制方法提供了一个简化系统的设计架构，在此基础上可方便的增减电机个数，扩展方便；此方法在FPGA侧实现了相关电机的基本驱动，同时实现了更上层组合控制的应用功能，提升模块复用度；模块层次清晰，降低系统复杂度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例提供的多路电机控制系统的结构示意图；

图2为图1所示的多路电机控制系统中组合控制器的结构示意图；

图3为图1所示的多路电机控制系统中驱动控制器的结构示意图。

具体实施方式