[发明专利]一种参数自整定永磁同步电机控制系统

权利要求书

1.一种参数自整定永磁同步电机控制系统，其特征在于，包括：电机、驱动子系统、故障信号与温度检测脉冲产生模块、编码器脉冲转换模块、主控制系统和上位机监控模块，所述电机与驱动子系统相连，用于产生驱动转矩，作为动力源；

驱动子系统，分别与所述电机、故障信号与温度检测脉冲产生模块、编码器脉冲转换模块、主控制系统相连，用于将主控制系统的控制信号放大成功率信号并向电机输出；

上位机监控模块，与所述主控制系统相连，用于给主控制系统发送电机控制指令，并实时接收电机的运行状态并显示分析；

编码器脉冲转换模块，分别与所述电机上的编码器以及主控制系统相连，用于将安装于电机上的编码器的输出转换成主核芯片便于识别的脉冲信息并向主控制系统输出；

故障信号与温度检测脉冲产生模块，分别与所述驱动子系统和主控制系统相连，用于将驱动子系统检测到的故障信号与温度信息转换成脉冲信息，向主控制系统输送；

主控制系统，分别与所述驱动子系统、上位机监控模块、编码器脉冲转换模块以及故障信号与温度检测脉冲产生模块相连，用于接收上位机监控模块上监控端用户的特定指令，在主控制系统内作出命令协议解析和计算后，得到控制量的给定数据，向驱动子系统输出，并完成控制器参数自整定；

所述主控制系统包括DSP处理模块和参数整定FPGA模块，所述DSP处理模块包括第一核心和第二核心，所述参数整定FPGA模块中设置有粒子群优化模块和控制器行为选择模块；

所述控制器行为选择模块根据电机的运行状况对其调速控制器的参数增减行为进行选择，控制器行为选择模块的输入为粒子群参数优化模块的输出参数，控制器行为选择模块的输出为主控系统模块中第二核心中电机调速控制器的参数，所述粒子群优化模块根据行为控制器行为选择模块的优劣性，通过粒子群优化算法对控制器行为选择模块中参数进行整定，粒子群优化模块的输入为用户设定好的迭代次数，输出为控制器行为选择模块的参数。

2.根据权利要求1所述的参数自整定永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述主控制系统还包括电源管理模块、信号调理模块、三态缓冲模块以及总线通信模块，所述三态缓冲模块连接在DSP处理模块的PWM输出端与编码器脉冲转换模块之间，所述总线通信模块包括CAN总线通信模块、以太网接口通信模块、485通信接口模块和232通信接口模块，所述CAN总线通信模块与第一核心的CAN总线控制器相连，所述以太网接口通信模块、485通信接口模块和232通信接口模块分别与第一核心的SCIA、SCIB以及SCIC通道相连。

3.根据权利要求2所述的参数自整定永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述电源管理模块将驱动子系统中的整流模块输出电压转换成主控制系统所需的±15V、＋3.3V、＋1.2V和＋1.5V。

4.根据权利要求2所述的参数自整定永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述信号调理模块接收驱动子系统中霍尔模块传输的电机定子电压电流信号和直流母线电压，并将接收到的信号调理成主控制系统中符合DSP处理模块上AD模块要求的信号，并将调理好的电机的定子电压电流信号传递给AD模块。

5.根据权利要求4所述的参数自整定永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述AD模块将接收到的调理后的电机的定子电压电流信号、电机温度信号转换成数字芯片可以接收的数字信号，并传递给参数整定FPGA模块中的保护模块以及第二核心。

6.根据权利要求1所述的参数自整定永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述第一核心用于完成系统启动引导，对自身以及第二核心完成初始化，触发第二核心上的电机调速控制服务子程序，定时向上位机监控模块反馈系统运行过程中的转速数据、三相定子电流数据、两相旋转坐标系下的dq轴电流数据、温度数据以及控制环参数数据，接收用户指令，所述第二核心进行电机调速控制，根据设定的目标转速和编码器返回的测量转速，根据实际电机的数学模型，通过磁场定向控制得到用于驱动子系统的逆变模块的PWM控制信号量。

7.根据权利要求1所述的参数自整定永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述第一核心和第二核心之间通过共享存储的方式进行通信。