[发明专利]驱控一体化控制器和控制系统

权利要求书

1.一种驱控一体化控制器，其特征在于, 

所述驱控一体化控制器包括接口、用于运行应用层操作系统、用户应用程序和实现人机交互的工业控制计算机模块、用于运动控制和运动规划的运动控制器、用于驱动执行部件的驱动器以及用于逻辑处理及完成输入输出控制的可编程逻辑控制器；

所述驱控一体化控制器具有一个包括应用层、实时调度层及实时控制层的系统，所述应用层用于运行应用程序开发工具软件，供用户开发并编译程序，实现通讯以及人机界面交互；所述实时调度层用于运行用户开发的应用程序，实时调度所述实时控制层上的操作指令，对硬件进行操作；所述实时控制层用于执行所述操作指令，完成控制操作；

其中所述实时调度层配置成比计算机操作系统的Kernel内核优先级别更高的实现体，用户应用程序下载到所述驱控一体化控制器后工作在所述实时调度层，按设定的优先级进行调度，以确保所述工业控制计算机模块载入的用户应用程序在相应时间片开始执行，完成所述实时控制层的相关工作，以满足预设的实时性要求。

2.如权利要求1所述的驱控一体化控制器，其特征在于, 

所述实时控制层包括用于实现所述运动控制和运动规划的运动控制模块以及根据所述运动控制模块的输出驱动电机的驱动模块；

所述运动控制包括位置控制、速度及电流控制，进行电机控制相关的位置及速度估算、定子电流估计及坐标解算，根据计算结果产生电机的驱动控制信号，以完成电机的速度控制及电流控制。

3.如权利要求2所述的驱控一体化控制器，其特征在于,

所述位置及速度估算是根据安装在电机侧或负载工作台侧的位置传感器反馈信号计算电机的转子位置或工作台位置，进而估算转子或工作台的速度；

所述定子电流估计及坐标解算是根据安装在所述驱动模块的电流传感器测量值，估计交流电机的各相电流，进而完成交流电机控制所需的交直和直交转换；

所述电机的速度控制及电流控制为闭环控制，使得所估算的转子或工作台的速度、电机的电流跟踪系统给定的目标速度值和电流值，实现电机的稳定运行。

4.如权利要求2或3所述的驱控一体化控制器，其特征在于,

所述运动规划包括实时运动规划，所述实时运动规划包括用于实现点位运动和连续轨迹运动的梯形和S型运动规划。

5.如权利要求2或3所述的驱控一体化控制器，其特征在于, 

所述运动控制还包括基于多种现场总线的分布式控制。

6.如权利要求2或3所述的驱控一体化控制器，其特征在于,

所述实时控制层还包括用于通过I/O设备完成逻辑控制操作的逻辑控制模块和用于的网络设备控制与管理的网络控制模块。

7.如权利要求1-3任一项所述的驱控一体化控制器，其特征在于,

所述应用层包括功能接口模块、I/O组态模块和人机交互模块；

所述I/O组态模块用于配置组态信息，并将组态信息发送到所述实时调度层；

所述功能接口模块用于给所述实时调度层提供功能模块资源；

所述人机交互模块用于生成人机交互界面，以显示所述实时控制层的操作信息。

8.如权利要求7所述的驱控一体化控制器，其特征在于,

所述实时调度层包括实时运行系统，所述实时运行系统根据所述组态信息从所述功能接口模块中调用资源，最终调用固化在所述实时控制层的操作指令；

所述实时运行系统包括代码翻译模块和复杂算法模块；

所述代码翻译模块对所述功能模块内的文件译码单元所编译的数据格式进行解析；

所述复杂算法模块完成所述代码翻译模块解析所得到的数据需要进行的复杂算法运算，得到所述实时运行系统可识别的输入信息，复杂算法模块优选包括速度预处理子模块、曲线拟合子模块和复杂运动轨迹描述子模块，用以完成对用户输入信息的进一步解析，以便所述实时运行系统有效识别并执行。