[发明专利]一种电机定位控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种电机定位控制系统及方法，其中：控制逻辑单元用于在用户编写的程序控制下调用定位指令；上位通讯控制模块用于将参数打包发送至对应的电机驱动器；下位通讯控制模块用于接收上位通讯控制模块发来的参数，校验通过后将参数发送到定位控制模块；定位控制模块用于在每个周期内将周期脉冲量发送到电机控制模块；电机控制模块预设有电机控制算法，电机控制模块用于根据周期脉冲量驱动电机运行，同时反馈电机的运行状态。本发明能充分利用电机驱动器的富余资源，有助于减小控制器压力，在相同的硬件资源下使控制器能支持更多的轴数，同时无需周期性地传递数据，有助于降低排查难度，且抗干扰能力更强。

技术领域

本发明涉及伺服电机，尤其涉及一种电机定位控制系统及方法。

背景技术

目前工业控制中涉及电机精确定位时，主流的方案是通过控制器的计算，得到每个控制周期电机需要运行的位置增量，然后通过脉冲或者通讯总线周期性地将位置增量发送给电机驱动器。这样的方案存在以下问题：

首先，控制器需要进行大量的周期计算，随着控制电机数量的增多，计算量成倍增加，最终超出控制器的处理能力；

其次，控制器和电机驱动器通过脉冲通讯，在工业现场很容易受到干扰，出现干扰时排查和解决都比较困难，另外电机轴数较多时，接线数量也较多；

此外，使用通讯总线周期性通讯，对总线的传输带宽要求比较高，需要选择高性能高成本的总线，实现方案复杂。

近年来，随着半导体技术的飞速发展，嵌入式CPU处理能力越来越强，存储空间越来越大，这使得电机驱动器在完成电机控制相关计算的前提下有富余的资源。但是目前电机驱动器富余的资源多用于增强电机的驱动性能，从系统的角度来看，轴数增多时对控制器造成压力依旧很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能充分利用电机驱动器的富余资源，有助于减小控制器压力，在相同的硬件资源下使控制器能支持更多的轴数，同时无需周期性地传递数据，有助于降低排查难度，且抗干扰能力更强的电机定位控制系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种电机定位控制系统，其包括有控制器和至少一个电机驱动器，所述控制器包括有控制逻辑单元和上位通讯控制模块，所述电机驱动器包括有电机控制模块、定位控制模块和下位通讯控制模块，其中：所述控制逻辑单元用于在用户编写的程序控制下调用定位指令，并在定位指令生效后将该定位指令所包含的参数传递给上位通讯控制模块；所述上位通讯控制模块用于根据预设的通讯协议将参数打包发送至对应的电机驱动器；所述下位通讯控制模块用于与所述上位通讯控制模块建立通信，并且接收所述上位通讯控制模块发来的参数，然后对通讯数据进行校验，校验通过后将参数发送到所述定位控制模块；所述定位控制模块用于根据参数进行周期计算，得到每个周期的周期脉冲量，在每个周期内将周期脉冲量发送到所述电机控制模块；所述电机控制模块预设有电机控制算法，所述电机控制模块用于根据周期脉冲量驱动电机运行，同时反馈电机的运行状态。

优选地，所述控制逻辑单元调用的定位指令包括但不限于电机轴号、运行模式、加速时间、减速时间、目标地址和目标速度。

优选地，所述定位控制模块包括有：参数缓冲区，用于保存所述上位通讯控制模块发来的参数；定位周期计算模块，用于在系统启动后，在每个计算周期内根据参数以及外部I/O状态，计算本周期应该发出的周期脉冲量，之后发送至所述电机控制模块。

优选地，所述电机驱动器的数量是多个。

优选地，所述控制器与多个电机驱动器之间采用菊花链的方式建立通信，并通过广播方式向所述电机驱动器发送数据。

优选地，所述控制器基于嵌入式处理器实现。