[发明专利]步进电机低延迟同步内组网运动控制系统

摘要

本发明公开步进电机低延迟同步内组网运动控制系统。本发明通过无线通讯模块实现多轴运动系统中驱动器的无线化控制，上位机发送控制命令数据至中央控制器，由中央控制器解析命令通过无线通讯模块发送给次级步进电机控制器，当命令为电机运动控制命令时使用同步仲裁算法对命令进行应答处理，在系统内组网实现低延迟同步化。将传统的多轴运动系统实现广域无线化，避免了广域多轴运动系统装置过程中长线缆布置以及外界电磁干扰的引入。同时在系统内组网实现同步指令并发与回收，有效避免了信道阻塞以及运动假点现象，最大限度保证了系统运行的同步性以及系统精度。

主权项

1.步进电机低延迟同步内组网运动控制系统，其特征在于包括上位机，用于接收上位机控制命令并反馈信息给上位机的中央控制器，n个用于接收中央控制器控制命令并反馈信息给中央控制器的次级步进电机控制器；/n所述的中央控制器接收上位机发送的控制命令，处理后通过无线通讯模块发送给所有次级步进电机控制器；接收应答次级步进电机控制器通过无线通讯模块传送的同步应答信息后触发下次控制命令，同时中央控制器将当前应答次级步进电机的位置信息反馈给上位机；/n所述的控制命令为运动系统的配置参数、电机控制命令、查询命令或急停命令；所述的中央控制器接收上位机发送的控制命令后进行处理，若解析数据为运动系统配置参数、查询命令或急停命令，中央控制器直接将其处理打包成固定格式数据包，通过无线通讯模块发送给次级步进电机控制器；若解析数据为电机控制命令，具体为解析出控制电机的一系列命令，中央控制器通过同步仲裁算法处理打包成固定格式数据包，通过无线通讯模块发送给次级步进电机控制器；/n所述的同步仲裁算法具体为中央控制器根据解析出的一系列电机控制命令数据在打包数据前，根据所需发送的所有电机控制命令的时间特性仲裁决定组网系统中唯一应答的应答次级步进电机控制器；所述时间特性为步进电机运行的频率与脉冲数乘积,若多个电机控制命令的时间特性一致，则仲裁过程中根据ID号最后一组电机控制命令所对应的次级步进电机驱动器作为应答级步进电机控制器；所述同步应答信息表示当前应答次级步进电机控制器已完成所有任务，以触发中央控制器发送下次控制命令；/n所述的次级步进电机控制器通过无线通讯模块接收中央控制器发送的控制命令；若接收的控制命令为查询命令，则次级步进电机控制器通过无线通讯模块向中央控制器发送当前次级步进电机控制器以及对应步进电机的状态；若接收的控制命令为运动系统配置参数，则将其存储作为后续使用；如接收的控制命令为电机控制命令，则通过步进电机驱动模块控制所对应步进电机做相应运动，其中若电机控制命令中含有同步应答信息，则在步进电机执行结束命令时通过无线通讯模块向中央控制器发送同步应答指令；若接收的控制命令为急停命令，则立刻停止该步进电机驱动模块所有任务，锁定对应步进电机；/n所述的所有次级步进电机控制器分别连接等数量型号相同的步进电机，步进电机驱动模块用于驱动对应连接的步进电机，控制相对应步进电机的运行速度、方向与定位；/n各组步进电机控制器具有唯一且不同的ID号；所对应的步进电机具有各自的位置信息，以及运行的频率与脉冲数。/n