[发明专利]一种基于ZYNQ双核处理器的电机驱动器

说明书

本发明涉及一种基于ZYNQ双核处理器的电机驱动器，属于电路控制技术领域。该电机驱动器包括直流电机控制芯片和直流电机，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。本发明基于ZYNQ双核处理器减少了处理器数量和系统体积，简化了硬件设计。

技术领域

本发明涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种基于ZYNQ双核处理器的电机驱动器。

背景技术

目前的直流电机驱动器的处理器大部分采用单核处理器(如DSP、ARM等)的控制方式，由一个处理器实现控制算法，用另外一个处理器给定指令、采集状态信息。两个处理器分布在两个芯片上，处理器之间采用数字总线或者模拟量传输的方式进行信息交互。处理器的数量较多，系统体积较大，硬件设计复杂，且通信时存在电气信号的电磁干扰与影响。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于ZYNQ双核处理器的电机驱动器，以解决现有技术手段中存在的上述全部或部分问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于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，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；