[发明专利]稳定核聚变装置中新经典撕裂模的电机运动控制机构及方法

权利要求书

1.一种稳定核聚变装置中新经典撕裂模的电机运动控制机构，其特征包括：控制对象、执行单元、控制单元和通讯网络；

所述控制对象为电子回旋波可转动镜面机械组件中的可转动镜面；

所述执行单元包括：零背隙电机、电机传感器；

所述控制单元包括：上位机、运动控制器和伺服驱动器；

所述通讯网络包括：局域千兆以太网、工业实时以太网；

所述通讯网络中的局域千兆以太网用于上位机和运动控制器之间的通讯，工业实时以太网用于运动控制器和伺服驱动器之间的通讯；

所述上位机将对电子回旋波束可转动镜面的角度需求和控制策略转化为所述零背隙电机的运动参数和控制命令，并通过局域千兆以太网发送给运动控制器；同时，通过局域千兆以太网获取电机实时运动数据；并通过上位机串口获取角度传感器检测到的可转动镜面的极向角，以标定控制机构的精度；

所述运动控制器通过局域千兆以太网接收所述上位机发送来的电机运动参数和控制命令，同时，通过工业实时以太网向所述伺服驱动器发送电机运动参数和控制命令，并获取所述伺服驱动器发布的电机实时运动数据；

所述伺服驱动器根据所述电机运动参数和控制命令，结合所述电机传感器信号和本地参数实时输出所述零背隙电机运动所需的电流，从而控制所述零背隙电机驱动所述电子回旋波可转动镜面机械组件转动其可转动镜面；同时，所述伺服驱动器通过工业实时以太网向运动控制器发布电机实时运动数据；

所述零背隙电机是零背隙铁芯磁悬浮线性伺服电动机，用于实现带载高速位移和精密定位。

2.根据权利要求1所述的一种稳定核聚变装置中新经典撕裂模的电机运动控制机构，其特征是：所述控制单元设置有三种控制策略，所述控制策略包括：连续扫描模式、步进扫描模式、实时反馈模式；

所述连续扫描模式是控制所述可转动镜面在指定的初始角度处，以设定的运动速度在设定的扫描范围内做连续往返运动；

所述步进扫描模式是控制所述可转动镜面在指定的初始角度处，在设定的扫描范围内以设定的步长做单步运动，并根据设定的停留时间在单步运动的每一步做停留后再移至下一步；

所述实时反馈模式是控制所述可转动镜面的角度根据实时测量到的新经典撕裂模的位置做任意步长的实时调节；所调节的步长大小是根据所述可转动镜面的当前位置和期望位置，并由反馈控制算法决定的。

3.根据权利要求2所述一种稳定核聚变装置中新经典撕裂模的电机运动控制机构，其特征是，在执行所述实时反馈模式时，令所述电机运动控制机构的响应时间小于新经典撕裂模的增长时间；所述响应时间是从所述上位机发出控制命令，到所述零背隙电机接收到命令并执行指令，最后再将执行到位标识返回到所述上位机的总时长；

所述实时反馈模式是对所述零背隙电机采用如下过程的分段控制方法：

在核聚变装置的每炮等离子体放电前开始前，从所述上位机发送励磁命令使得所述零背隙电机进行励磁，励磁完毕后等待控制命令；

在每炮等离子体放电开始时，所述上位机在接收到控制命令中的角度指令后，将对应的运动参数发送至所述零背隙电机，使其仅执行从当前位置快速移动到指定位置的单步动作，并带动所述可转动镜面完成转动，在转动完成后再将所述零背隙电机的到位标识传送至所述上位机；同时，所述运动控制器实时记录电机运动数据，并在放电结束后，将电机运动数据包上传至所述上位机；

在每炮等离子体放电结束后，从所述上位机发送退磁命令使得所述零背隙电机进行退磁。