[发明专利]一种智能化大功率交流伺服驱动系统及伺服驱动控制方法

权利要求书

1.一种智能化大功率交流伺服驱动系统，其特征在于：包括控制器，所述控制器的型号为STM32H750芯片，实现对交流伺服电机的位置、速度、交轴电流、直轴电流的控制，以两只LEM霍尔传感器检测电流，LEM霍尔传感器的输出与STM32H750的A/D通道相连接，所述控制器通过以太网接口模块与上级的中心控制器通讯，所述控制器通过BISS总线模块与交流伺服电机轴上装有的旋转变压器轴角信号解算装置连接，通过BISS总线接口输出电机的位置和速度信号，在交流伺服驱动器上设有BISS总线接口，用于接收电机的位置和速度反馈信号，所述BISS总线模块包括CPLD芯片，所述CPLD芯片的型号是XC95288XL，轴角信号解算装置的输出接口芯片为MAX488,交流伺服驱动器通过另外一片MAX488接收轴角编码器输出的信号，此片用于接收轴角编码器输出的信号MAX488接口芯片与XC95288XL可编程逻辑器件相连，所述CPLD芯片通过SPI的通信方式与控制器连接，且所述CPLD芯片通过I/O的方式与RS422总线驱动芯片MAX488连接，通过MAX488芯片与交流伺服电机轴上的旋转变压器轴角信号解算装置连接，轴角编码器输出信号执行BISS总线协议，XC95288XL可编程逻辑器件内固化有BISS总线协议栈，XC95288XL可编程逻辑器件通过SPI接口与STM32H750控制器相连，将电机的轴角位置信号反馈到STM32H750控制器中，STM32H750控制器还通过另一个SPI接口与以太网协议芯片W5500相连，实现与上级的中心控制器通讯，所述控制器通过功放驱动电路模块来驱动大功率交流伺服电机，且所述控制器通过LEM霍尔传感器对交流伺服电机输入电流进行采样和转换，所述功放驱动电路模块包括三相逆变器并采用三片IR2110芯片用做功放驱动电路，将微处理器STM32H750输出的6路SVPWM信号放大后用于驱动三相逆变器中的6只IGBT开关管，STM32H750控制器是通过位置、速度、电流闭环的方式来控制交流伺服电机运行的，在控制交流伺服电机运行的过程中，将交轴电流反馈信号i_q以及速度反馈限信号所按照滚动覆盖的方式存储，每0.5秒覆盖一次，每次都形成了0.5秒的时间段上的i_q数据队列和数据队列，并对存储的上述时域信号进行频域变换压缩，并将频域数据通过以太网总线输送到中心控制器，供中心控制器对该大功率交流伺服系统及所驱动工程机械的运行状况和健康状况做出判断；所述i_q数据队列和数据队列分别是：i_q＝{i_q(0),i_q(1),i_q(2)…i_q(L-1)}和利用离线计算好并存于伺服驱动器的微处理器中的二维数组{a[k,p]＝cos(2πpk/L)，k＝0,1,2…L-1，p＝0,1,2…L/2-1}和{b[k,p]＝sin(2πpk/L)，k＝0,1,2…L-1p＝0,1,2…L/2-1}，做如下DFT变换：