[发明专利]一种面向双余度电机的分布式冗余通用控制器

摘要

本发明公开了一种面向双余度电机的分布式冗余通用控制器，包括：定时模块（1）、故障诊断监视模块（2）、CAN总线通信模块A（3）、1553B总线通信模块A（4）、CAN总线通信模块B（5）、1553B总线通信模块B（6）、DSP控制模块（7）、Cortex控制模块（8）、电流传感器A（9）、驱动电路A（10）、电流传感器B（11）和驱动电路B（12）。该控制器通过外部心跳信息监控和检测信息故障诊断两方面，确保及时发现控制器的故障情况，及时切换到备份通路实行系统的及时切换；对控制指令和检测信息通过不同的总线方式进行分布式操作，获得检测信息的快速化和控制信息的实时化效果。该控制器实现了分布式环境下的热备份冗余控制和可靠通信功能，适合高可靠性分布式控制的应用场合。

主权项

一种面向双余度电机的分布式冗余通用控制器，其特征在于包括：控制部分A路、控制部分B路、定时模块（1）和故障诊断监视模块（2）；控制部分A路包括：CAN总线通信模块A（3）、1553B总线通信模块A（4）、DSP控制模块（7）、驱动电路A（10）和电流传感器A（9）；控制部分B路包括：CAN总线通信模块B（5）、1553B总线通信模块B（6）、Cortex控制模块（8）、驱动电路B（11）和电流传感器B（12）；控制部分A路的结构中，DSP控制模块（7）的输出端与驱动电路A（10）的输入端相连接，电流传感器A（9）的输入端口与驱动电路A（10）的电流输出端口连接，电流传感器A（9）的输出端口与DSP控制模块（7）的输入端口连接，CAN总线通信模块A（3）内部通信端口与DSP控制模块（7）的内部通信端口连接，1553B总线通信模块A（4）的内部通信端口与DSP控制模块（7）的内部通信端口连接；控制部分B路的结构中，Cortex控制模块（8）的输出端与驱动电路B（11）的输入端相连接，电流传感器B（12）的输入端口与驱动电路B（11）的电流输出端口连接，电流传感器B（12）的输出端口与Cortex控制模块（8）的输入端口连接，CAN总线通信模块B（5）内部通信端口与Cortex控制模块（8）的内部通信端口连接，1553B总线通信模块B（6）内部通信端口与Cortex控制模块（8）的内部通信端口连接；定时模块（1）的输入端口分别与DSP控制模块（7）和Cortex控制模块（8）输出模块连接，定时模块（1）的输出端口分别与驱动电路A（10）和驱动电路B（11）的输入端口连接；故障诊断监视模块（2）、DSP控制模块（7）和Cortex控制模块（8）之间的双向通信端口两两连接，故障诊断监视模块（2）与定时模块（1）的双向通信端口相互连接；配置控制部分A路为主路、配置控制部分B路为从路作热备份，在DSP控制模块（7）和Cortex控制模块（8）上运行独立设计不同的运算程序；CAN总线通信模块A（3）和CAN总线通信模块B（5）将检测信号上传总线，1553B总线通信模块A（4）和1553B总线通信模块B（6）接收总线传下的控制指令；外部系统的CAN总线或1553B总线出现故障时，DSP控制模块（7）和Cortex控制模块（8）将检测信号和控制指令切换至无故障的总线上混合传输；DSP控制模块（7）和Cortex控制模块（8）检测驱动电路A（10）和驱动电路B（11）的电流消耗及外部传感器信号，通过卡尔曼滤波算法获得准确的电机性能信号，并执行控制算法输出控制量；驱动电路A（10）和驱动电路B（11）的电流信号上传分布式冗余通用控制器的故障诊断监视模块（2）；DSP控制模块（7）定时向Cortex控制模块（8）和定时模块（1）发送心跳信号；定时模块（1）接收不到DSP控制模块（7）心跳信号时，立即切断A路驱动电路，同时启动B路的驱动电路；故障诊断监视模块（2），在定时模块（1）失效情况下，将驱动电路A（10）和DSP控制模块（7）切换移出运行状态，启动行驱动电路B（11）和Cortex控制模块（8），同时计算各种传感器输入信号；不同路的通讯功能和驱动电路损坏时，故障诊断监视模块（2）执行传感信息中转功能，同时切除失效通路的驱动电路。