[发明专利]一种基于多协议的混联舵机控制设备

权利要求书

1.一种基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于包括：霍尔传感器、三相MOS管驱动单元、位置传感器、三相电流采集单元和主控芯片；霍尔传感器用于采集三相直流无刷电机M的相位信息，并且计算当前相位和需要切换的下一个相位；位置传感器，在磁场环境采集当前输出轴位置信息，并向主控芯片发送与采集到的当前输出轴位置信息相应的信息；主控芯片根据从位置传感器接收到的信息向三相MOS管驱动单元发送PWM信号，以驱动三相直流无刷电机M。

2.根据权利要求1所述的基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于还包括：通信模块，其包括用于接收及传递指令的CAN通信口和USART通信口。

3.根据权利要求2所述的基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于，在通信模块中，CAN通信方式和485通信方式被设置成中断接收模式，其中当总线存在指令数据时触发中断调用去接收指令数据，并且将指令数据存在队列里而非直接解析，存在队列里面的指令数据由主程序检测并读取数据以进行指令解析。

4.根据权利要求1或2所述的基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于还包括：协议解析器，用于解析主程序检测并读取的指令的协议类型，以便将指令分配到不同的协议组进行二次解析，其中在第二次解析时解析指令具体内容以将指令发送到消息队列中以便指令执行线程从消息队列中读取指令动作并进行执行。

5.根据权利要求1或2所述的基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于，位置传感器是磁编码器。

6.根据权利要求1或2所述的基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于，霍尔传感器采用六步换向法进行计算当前相位和需要切换的下一个相位。

7.根据权利要求1或2所述的基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于，还包括用于利用实时位置纠偏反馈实现设定角度的位置PID调节的力矩调节单元，其采用速度和位置双闭环，在检测到力矩超过预定范围而导致位置偏移时，位置闭环反馈一个错误值至速度环，以驱动舵机输出与位置偏移量成正比的反向力矩。

8.根据权利要求7所述的基于多协议的混联舵机控制设备，其特征在于，力矩调节单元采用的舵机的速度PID调节公式为：

其中Kp为比例系数，Ti为积分时间常量，Td为积分时间常量，假设采样时间间隔为T，则在k时刻：

偏差为e(k)；

积分为e(k)+e(k-1)+e(k-2)+...+e(0)；

微分为(e(k)-e(k-1))/T；

对公式离散化之后得到：

由位置PID推算出增量式PID如下：

△u(k)＝u(k)-u(k-1)＝K_p(e(k)-e(k-1))+K_ie(k)+K_d(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))。