[发明专利]一种无刷无位置陀螺电机反电势信号模拟装置及方法

权利要求书

1.一种无刷无位置陀螺电机反电势信号模拟装置，其特征在于，包括ARM主控模块、反电势信号产生电路、鉴相电路、频率转换电路、电流监测电路、人机交互模块及控制电路；所述人机交互模块包括指令生成单元与显示单元；

所述人机交互模块，其用于向ARM主控模块发送操作指令，还用于显示ARM主控模块发送的处理后的检测信息；

所述ARM主控模块，其用于根据接收的人机交互模块发送的操作指令产生控制信号，并将控制信号发送给反电势信号产生电路，还用于获取鉴相电路、频率转换电路与电流监测电路的检测信息，并进行处理，将处理后的检测信息发送给人机交互模块；

所述反电势信号产生电路，其用于根据接收到的控制信号产生反电势模拟信号，并将反电势模拟信号发送给所述控制电路；

所述控制电路，其用于将接收到所述反电势模拟信号作为替代电机本体产生的反电势信号，并根据反电势信号的变化输出脉宽可调的电机驱动信号，再送至反电势信号产生电路，形成闭环，以模拟无刷无位置电机驱动控制过程；

所述鉴相电路，其用于采集控制电路转速反馈和基准频率之间相位差脉冲信号，并根据解调控制电路中跟踪收敛时间和扰动恢复时间，从而生成对所述控制电路稳速控制精度检测信息发送ARM主控模块；

所述频率转换电路，其用于采集所述控制电路中的反电势模拟信号频率，将反电势模拟信号频率转化为电机本体转速，并生成电机本体的转速稳定度检测信息发送给ARM主控模块；

所述电流监测电路，其用于根据所述控制电路中电机本体绕组电流，通过对电流的饱和非线性进行分析，从而生成控制电路中对外同步控制性能检测信息发送ARM主控模块；

所述指令生成单元，其用于根据用户指令生成相应的操作指令；

所述显示单元，其用于显示接收到处理后的检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种无刷无位置陀螺电机反电势信号模拟装置，其特征在于，所述ARM主控模块包括第一信号接收单元、第一信号生成单元、第一信号发送单元、第二信号接收单元、信号处理单元与第二信号发送单元；

所述第一信号接收单元，其用于接收人机交互模块发送的操作指令，并将操作指令发送给第一信号生成单元；

所述第一信号生成单元，其用于根据接收到的操作指令生成相应的控制信号，并将控制信号发送给第一信号发送单元；

所述第一信号发送单元，其用于发送控制信号给反电势信号产生电路；

所述第二信号接收单元，其用于采集所述鉴相电路、频率转换电路与电流监测电路发送的检测信息，并将检测信息发送信号处理单元；

所述信号处理单元，其用于处理所述鉴相电路、频率转换电路与电流监测电路发的检测信息，生成相应的检测结果发送给第二信号发送单元；

所述第二信号发送单元，其用于向人机交互模块发送检测结果。

3.根据权利要求2所述的一种无刷无位置陀螺电机反电势信号模拟装置，其特征在于，所述ARM主控模块为STM32F103C8T6C处理器。

4.一种无刷无位置陀螺电机反电势信号模拟方法，其特征在于，包括如下：

步骤1，通过人机交互模块向主控模块发送驱动主控模块的操作指令；

步骤2，当所述主控模块接收到操作指令后，生成相应的控制信号发送给反电势产生电路；

步骤3，当反电势信号产生电路接收到主控模块发送的控制信号产生反电势模拟信号，并将反电势模拟信号发送给控制电路；

步骤4，所述控制电路接收到所述反电势信号产生电路的反电势模拟信号，驱动所述控制电路运转；

步骤5，鉴相电路、频率转换电路、电流监测电路分别采集控制电路稳速控制精度检测信息、转速稳定度检测信息、控制性能检测信息，并将所述检测信息发送至主控模块；

步骤6，所述主控模块根据接收到检测信息生成相应的检测结果，并将检测结果发送给人机交互模块显示出来。

5.根据权利要求 4所述的一种无刷无位置陀螺电机反电势信号模拟方法，其特征在于，所述步骤5中频率转换电路采集控制电路的转速稳定度检测信息，具体包括：

所述频率转换电路根据采集所述控制电路中的反电势模拟信号频率，将反电势模拟信号频率转化为电机本体转速，并生成电机本体的转速稳定度检测信息。