[发明专利]一种伺服压力机的新型驱动系统及控制装置

权利要求书

1.一种伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，包括伺服压力机外部输入信号和人机交互界面，其特征在于：

所述伺服压力机外部输入信号和人机交互界面连接运动控制功能模块，运动控制功能模块与高层协议栈COE和TCP/IP协议栈紧密连接，COE和TCP/IP利用指令解析模块将其分析为电机控制状态机所需的信息，ucosⅡ嵌入式操作系统分别与电机控制状态机和电机控制模块连接，电机控制模块与硬件的电流信号调理电路、位置信号调理电路、故障保护和PWM及其他功能硬件相连接，功率驱动电路和六相全桥的IGBT模块和上述的四个硬件电路模块连接，六相全桥IGBT模块分别与两个三相直线电机相连接，两个三相直线电机的位置传感器分别与采样电路相连接，两个三相直线电机下部动子与滑块（5）刚性连接。

2.根据权利要求1所述的伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，其特征在于：

所述人机交互界面包括操作面板上的按钮、旋钮和选择开关；所述ucosⅡ嵌入式操作系统还连接有故障监测和冗余安全模块。

3.根据权利要求1所述的伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，其特征在于：

所述ucosⅡ嵌入式操作系统选用Ti的双核处理器TMS320F28388D作为主控芯片，配备存储芯片DRAM和NORFLASH，并在主控板上搭载实时时钟、EEPROM、晶振芯片；

所述伺服压力机外部输入信号包括从各个子模块接口读取的接口信息，具体各个模块接口包括包括CAN接口、RJ45网口、RS232接口、RS485接口和IO接口，具体的各个模块接口信息为单次、连续、手动、换模、待机模式选择，手轮，快慢选择，回程，滑块下行和滑块上行，急停，伺服电机就绪；所述人机交互界面上也通过RS485接口与运动控制功能模块交互，运动控制功能模块分析各个模块接口信息后，将对应的数据信息直接解析为对应的COE协议栈和TCPIP协议栈的数据内容并放入到对应的内存中。

4.根据权利要求3所述的伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，其特征在于：

所述指令解析模块通过COE和TCPIP协议栈进行连接和交互具体的电机控制指令，电机控制状态机根据收到的电机控制指令，进行不同状态的切换，电机控制状态机在ucosⅡ嵌入式操作系统的基础上进行设计，同时嵌入式操作系统还承担了任务调度，任务分配，资源分配，内存管理和实时内核管理多项功能，嵌入式操作系统将电机任务计算的结果分别输出给电机控制模块，同时嵌入式操作系统还同时运行多个功能模块，包括心跳监测模块，操作系统运行异常模块和算法软件异常模块。

5.根据权利要求4所述的伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，其特征在于：

所述电机控制模块包括了电机控制算法的常用功能模块，具体为过调制、弱磁、失量控制、磁场定向、角度计算、电流变换、调节器，电机控制中所需的信息来自底层电流调理电路输出、位置调理电路输出、故障保护输出，并将电机控制模块结果输出给PWM功能，PWM功能通过底层硬件驱动电路和两个三相全桥IGBT模块输出给直线电机，直线电机分别通过刚性连接驱动滑块，进行上下运动。

6.根据权利要求5所述的伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，其特征在于：

所述直线电机的动子位置是由电机位置传感器采集，通过采集电路反馈给位置调理模块。

7.根据权利要求1所述的伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，其特征在于：

所述运动控制功能模块生成工艺曲线，并将工艺曲线下传至电机控制模块中，电机控制模块包括第一直线电机控制模块和第二直线电机控制模块。

8.根据权利要求7所述的伺服压力机的新型驱动系统及控制装置，其特征在于：

所述第一直线电机控制模块中，在某个PWM周期中，实时工艺曲线的某点作为给定输入为位置输入给定值，第一直线电机位置传感器作为位置反馈值，两者位置之差相减作为位置控制环1的输入；位置控制环1内部包含了PI调节器，位置控制环的输出存储到共享内存的地址A中，利用同步时钟和核间通讯机制，可迅速地通过共享内存地址A读取电机1位置控制环的输出，并传输给位置变换模块，第二直线电机位置反馈值与位置变换模块的输出相减得到差值B，工艺曲线的给定值与差值B相减得到的值作为位置控制环2的输入，位置控制环1和位置控制环2的输出分别作为速度控制环1和速度控制环2的输入，速度控制环1和速度控制环2的输出作为转矩控制环1和转矩控制环2的输入，用转矩控制环1和转矩控制环2的输出作为失量控制1和失量控制2的输入，失量控制1和失量空间2计算的PWM波形通过两个三相全桥IGBT高压大电流输出，最终给第一直线电机（1）和第二直线电机（3）驱动运行。