[发明专利]一种基于ZYNQ双核处理器的电机驱动器

权利要求书

1.一种基于ZYNQ双核处理器的电机驱动器，包括直流电机控制芯片和直流电机，其特征在于，还包括ZYNQ双核处理器、光电耦合器、MOSFET驱动电路；

所述ZYNQ双核处理器，将采集的电机任务状态信息和控制指令信息进行计算得到PWM控制信号；

所述光电耦合器，对所述PWM控制信号进行隔离后生成隔离后的信号，输出至所述直流电机控制芯片；

所述直流电机控制芯片，接收到所述隔离后的信号后，生成驱动MOSFET电路的信号并输出至MOSFET驱动电路，以控制MOSFET管的通断；

所述MOSFET驱动电路，接收到所述控制MOSFET管的通断的驱动MOSFET电路的信号后，通过MOSFET驱动电路的通断驱动直流电机转动。

2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述ZYNQ双核处理器的两个核集成于一个芯片上，包括核一和核二；

所述核二用于控制电机驱动，所述核一用于控制电机驱动以外的其他任务。

3.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，所述核二负责处理通过AD转换器采集到的飞行器或自动驾驶车的位置和力矩信息，并接收到所述核一发送的控制指令信息，计算误差后通过PID运算输出PWM控制信号；

所述控制指令信息包括位置或力指令信息，与位置或力矩采集值进行作差，再计算得到控制输出量PWM信号；输出的PWM信号为高低电平信号，不同占空比的PWM信号控制电机速度大小，驱动直流电机转动。

4.根据权利要求3所述的驱动器，其特征在于，计算误差后通过PID运算输出的PWM控制信号包括电机转速和转向；

根据控制指令信息进行位置或力闭环控制时，所述控制输出量PWM信号计算公式如下：

其中，C表示位置或力指令信息，S为当前位置或力矩采集值，KP、KI、KD分别为PID对应的系数；PWM大小表示电机转速，符号表示转向。

5.根据权利要求1或3所述的驱动器，其特征在于，所述光电耦合器将PWM控制信号中的处理器弱信号与直流电机控制芯片隔离后输出至直流电机控制芯片；

所述处理器弱信号包括转速信号PWM和转向信号DIR，与驱动光电耦合器前向共地，用于驱动光电耦合器导通；光电耦合器后端与直流电机控制芯片共地，使得处理器信号与电机驱动隔离。

6.根据权利要求5所述的驱动器，其特征在于，所述直流电机控制芯片将生成的驱动MOSFET电路的信号输出至MOSFET驱动电路，并控制该驱动电路内部MOSFET管的通断。

7.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，电机控制软件运行在ZYNQ双核处理器的核二上，飞行控制或自动驾驶程序运行在核一上；核一与核二之间的通信通过读写双核共享内存实现，通信内容包括核一发给核二位置或力矩指令，核二采集当前位置或力矩值发给核一。

8.根据权利要求7所述的驱动器，其特征在于，所述双核共享内存对核一和核二进行读写数据，核一在共享内存区写完数据后发起中断1，核二收到中断1之后在共享内存区实现读数据的指令操作；读完数据后，核二将当前的位置、力矩值写入到共享内存区，写操作完成后，核二发起中断2，核一收到中断2之后在共享内存区实现读数据的操作。

9.根据权利要求1-8任一所述的驱动器，其特征在于，处理器外部的多个接口均被双核访问，以实现系统的可扩展。

10.一种基于权利要求1所述电机驱动器的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据采集的电机任务状态信息和控制指令信息计算出PWM控制信号；其中，所述电机任务状态信息通过AD转换器采集发送给处理器核二处理，所述控制指令信息由核一发送给核二；

对所述PWM控制信号进行隔离后，由直流电机控制芯片根据隔离后的电机驱动大电流信号输出驱动MOSFET电路的信号；

MOSFET驱动电路驱动直流电机转动，并根据不同占空比的PWM信号控制电机速度大小。