[发明专利]实时响应的马达控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种马达控制系统，特别是有关一种实时响应的马达控制系统。

背景技术

电机控制在人们日常生活中扮演着重要角色，从普通的家用电器到复杂的电子系统和计算机，电机控制都为各种应用提供动力，使旋转运动或线性运动得以顺利进行。随着更大量、更为复杂的应用的出现，电机控制问题变得越来越重要，因此，需要开发出更为复杂的技术，以改善其性能、功耗和安全性。小型电机控制通常用于精密度要求极高的应用，而大型电机控制，如用于机器人中的电机，常常需要执行非常复杂的任务，并且强调实时性。

在现有的电机控制电路里，请参照图1所示的无刷直流马达控制系统方块示意图，其中包括无刷直流马达10、霍尔感应器11、错误检测电路12、主运算微控制装置13，其中，在主运算微控制装置13中包含有相位运算单元131、错误处理电路134、脉冲宽幅调制产生器133以及主运算微控制器132，而无刷直流马达10是由马达开关模块101控制马达线圈模块102的开启与关闭；当马达开关模块101开启马达线圈模块102进行运转时，设置在马达线圈模块102附近的霍尔感应器11将感测到马达线圈模块102的相位发生变化，并产生对应于此相位变化的相位信号并传送至相位运算单元131中，通过相位运算单元131的运算处理后，将结果传输至主运算微控制器132中。另外，连接于直流无刷马达10的错误检测电路12可将其所检测到的错误信号传送至错误处理电路134中，且再通过错误处理电路134传送至主运算微控制器132内，因此，主运算微控制器132将其所接收到的所有相位信号与错误信号，与来自正弦查询表格136的数据与定时器135的时序信息，进行运算、比较与分析，可计算出马达线圈模块102进行运转时所需修正的电压信号、电流信号等等，并输出到脉冲宽幅调制产生器133中，将所输入的脉冲宽幅调制信号转换为相对应的脉冲宽幅调制波形，以提供给马达开关模块101作为控制马达线圈模块102运转的控制信号。

然而，在上述的无刷直流马达控制系统中，是仅用单一微控制器处理所有信号、指令与中断事件的运算，不仅使用来进行运算的微控制器的负载变得相当沉重，也可能导致此微控制器因为同时处理过多的信号、指令与中断事件，使得在检测马达相位或计算转速等数据时，造成无法精确地输出马达控制信号，由于为了对应不同的马达控制理论系统的设计，不单是在硬件的规划上变得相当复杂且耗费的成本也比较高，同时也使得应用在不同规格的马达上时，需要针对每一种马达而设计出不一样的马达控制系统以符合需求，与马达多变且广泛的应用性无法配合。

因此，本发明阐述一种实时响应的马达控制系统，针对现有技术中所衍生出的种种问题，提供更具精确度的马达控制系统，以提高对马达转速、相位等数据的控制，同时，利用硬件模块化的设计，以简化控制系统的硬件架构，并通过软件的设计以规划出具有广泛应用性的马达控制系统，从而可使本发明的马达控制系统具有较简单的硬件控制接口，但却具有更灵活的软件控制接口，也可以使控制核心专注于马达控制理论演算，在达到降低成本与简化设计目的的同时，仍可兼顾控制系统的精准度及最佳化。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种实时响应的马达控制系统，利用多重微控制器系统的硬件设计作为马达装置控制之用，配合专属的脉冲宽幅调制微控制器核心逻辑并通过软件的设计与规划达到精确且简化硬件设计的马达控制系统。

本发明的另一目的，在于提供一种实时响应的马达控制系统，利用多重微控制器系统中至少一个脉冲宽幅调制微控制器核心逻辑，专门作为进行马达装置所需的脉冲宽幅调制信号的运算与输出控制信号，且脉冲宽幅调制微控制器核心逻辑在执行脉冲宽幅调制程序时不接受任何中断服务要求，所有系统的中断事件都由主运算微控制器核心逻辑进行处理，同时，通过主运算微控制器核心逻辑可控制脉冲宽幅调制微控制器核心逻辑的运转，从而实时终止程序的进行或执行插入程序来精确输出马达控制信号；另外，脉冲宽幅调制微控制器核心逻辑也可以独立检测相位运算微控制器核心逻辑中的马达相位逻辑，以精确切换调制脉冲。