[发明专利]一种电机伺服控制系统及电机控制方法

权利要求书

1.一种电机伺服控制系统，其特征在于：包括外置监控设备、DSP处理器、FPGA处理器、信息采集装置和驱动板，所述DSP处理器与外置监控设备之间设置有双向通信连接，所述DSP处理器和FPGA处理器之间设置有双向通信连接，所述FPGA处理器输出端通过数据总线与驱动板连接，所述驱动板与电机控制端连接，所述FPGA处理器还具有多个双向输入输出接口，所述FPGA处理器双向输入输出接口还连接有信息采集装置；

外置监控设备：用于监控电机运行，并根据从DSP处理器获取的电机状态信息，向DSP处理器发出相应的使能信号；

DSP处理器：所述DSP处理器用于与外置监控设备进行通信，所述DSP处理器内置有多种控制算法程序，当所述DSP处理器接收到来自于外置监控设备的使能信号时，则所述DSP处理器开始执行各种控制算法程序，通过控制算法程序计算出相应的指令信号，再向所述FPGA处理器发出使能信号和指令信号，所述DSP处理器还用于接收来自于所述FPGA处理器的电机状态信息并向所述外置监控设备转发；

FPGA处理器：所述FPGA处理器内置有多种电机控制程序，用于根据来自于DSP处理器的使能信号和指令信号，依次执行多种电机控制程序，最后通过数据总线向驱动板发出执行信号，所述FPGA处理器还用于接收来自于信息采集装置的电机状态信息并向所述DSP处理器转发；

驱动板：所述驱动板接入电源，用于接收来自于FPGA处理器的执行信号，并向电机输出与该执行信号相对应的电压、电流或相位；

信息采集装置：用于采集电机运行时的电机状态信息并向所述FPGA处理器转发。

2.如权利要求1所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述外置监控设备是计算机。

3.如权利要求1所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述DSP处理器还具有外部中断接口，该外部中断接口与所述FPGA处理器中的其中一个双向输入输出接口连接，所述FPGA处理器还内置有时钟信号发生模块，用于产生同步时钟信号，该同步时钟信号用于控制所述DSP处理器执行各种控制算法程序的频率。

4.如权利要求1所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述DSP处理器控制算法程序包括：速度环控制算法程序、电流环控制算法程序、位置环控制算法程序。

5.如权利要求4所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述电流环控制算法程序、速度环控制算法程序以及位置环控制算法程序相应的执行频率之比为：4:2:1。

6.如权利要求1所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述执行信号为六路PWM信号。

7.如权利要求1所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述FPGA处理器内置的电机控制程序包括：电流环程序、矢量控制程序、坐标变换程序以及SVPWM计算程序。

8.如权利要求1所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述信息采集装置包括解码器和AD采样器，解码器和AD采样器分别与所述FPGA处理器双向输入输出接口连接，解码器用于读取电机转子位置信息并向所述FPGA处理器转发，AD采样器用于读取电机相电流信息以及母线电压信息并向所述FPGA处理器转发。

9.如权利要求1所述的电机伺服控制系统，其特征在于：所述电机电机状态信息包括电机转子位置信息、电机相电流信息以及母线电压信息。

10.一种使用如权利要求1至9任一项所述电机伺服控制系统的电机控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过所述FPGA处理器中内置的时钟信号发生模块产生同步时钟信号，并将该同步时钟信号发送至所述电机伺服控制系统内的其余器件，用于控制这些器件的执行频率；

步骤二：通过信息采集装置读取电机状态信息并依次经过FPGA处理器、DSP处理器向外置监控设备转发；

步骤三：当用户需要时，从外置监控设备中观察各个电机状态信息是否在预设的阀值范围以内，当所观察到的电机状态信息超过预设阀值时，则对系统内各连接线进行检修；当所观察到的电机状态信息属于预设阀值范围以内时，则通过外置监控设备向所述DSP处理器发出使能信号；

步骤四：通过DSP处理器根据步骤三所述使能信号，计算得出相应的指令信号，并将该指令信号和使能信号转发至FPGA处理器；

步骤五：通过FPGA处理器依次执行其内置的各种电机控制程序，并根据执行结果生成相应的执行信号，再将该执行信号发送给驱动板；

步骤六：根据来自于所述FPGA处理器的执行信号，通过驱动板向电机输出与该执行信号相对应的电压、电流或相位，驱动电机产生相应动作。