[发明专利]一种数据通信方法及其用于双余度电机测控的方法及系统

说明书

本发明公开了一种数据通信方法及其用于双余度电机测控的方法及系统，其数据通信方法包括步骤：一、通信协议设定，二、双循环并行数据接收处理；其双余度电机测控方法包括步骤：一、通信协议设定，二、数据采集及发送，三、数据接收处理；其双余度电机测控系统包括DSP数字处理器模块和电源电路模块，以及与DSP数字处理器模块相接的复位电路、存储扩展电路和RS422/RS485通信电路；DSP数字处理器模块的输入端接有电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路和RVDT解算电路。本发明能够稳定、安全可靠地实现双余度伺服电机之间的协调控制，以及上位机LabVIEW与下位机DSP数字处理器模块之间的数据通信，便于推广使用。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种数据通信方法及其用于双余度电机测控的方法及系统。

背景技术

伺服系统在航空航天领域中的应用颇为广泛，伺服系统在运行过程中出现故障的情况是不可避免的，其在航空航天应用中出现故障后带来的损失也是不可估量的，为了增强系统应对故障的适应能力，通常采用余度控制技术，当系统的某一部分出现故障时能够保障整个系统的可靠运行，同时可以满足一定的性能要求，但余度间强耦合特征尤其是余度间负荷状态差异将导致伺服系统的协调控制难度增大，为了合理有效地实现双余度电机之间的协调控制，实时监测到伺服系统的各种状态，采集电机的转速、母线电压、三相电流、温度和转子位置等参数，人们想到采用DSP数字处理器进行数据采集，并在上位机上采用LabVIEW进行数据直观显示的方法，但是，现有技术中还缺少一种电路结构简单，能够实时采集双余度伺服电机的母线电压、三相电流、温度和转子位置等参数的数据采集电路；而且，基于LabVIEW和DSP传统的通信方案在通信数据量大、通信时间极短的情况下，容易丢失数据，在解析数据帧过程中程序复杂且耗时较多，很难满足实时监测系统的需求；随着程序长时间运行，缓冲区数据量增大导致程序运行速度降低，甚至出现卡顿；现有技术中还缺乏有效的解决方案。

在LabVIEW中，使用基本的VISA通信“串口初始化—读写串口—关闭串口”，就可以实现串行通信数据的收发处理，2017年4月张素萍在期刊《电子器件》上发表“基于DSP和LabVIEW的串行通讯研究”一文，在基本的VISA通信基础上，利用while循环+事件结构虽然增强了系统的实时性、减少了CPU的使用率，但没有考虑当通信数据量大、通信时间极短的要求下，基本的VISA通信容易导致数据的丢失，同时在解析数据帧过程中程序复杂且耗时较多，很难满足实时监测系统的需求；在专利公告号为CN104063216名称为“一种基于LabVIEW的高速数据处理显示方法”的专利中，张帆等人针对在大型复杂的LabVIEW工程中，系统内信号不断增多、通信数据量大，传统的设计流程由于缺乏合理有效的程序运行框架搭建，致使程序在运行时效率低、系统资源占用大、高速数据处理传输时图像显示出现卡顿的问题，提出根据模块传输速率、实时性、完整性和资源占用等划分为11种功能模块，每一个功能模块创建一个while循环运行线程，利用定时while循环对功能模块优先级和循环时间进行设置，该方案虽然有效的解决了通信复杂及处理数据不及时的问题，但程序结构整体复杂，使用线程多，处理不当时容易增加CPU使用率，使程序运行缓慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种能够保障数据通信的质量、程序结构简单、不会因为程序长时间运行明显降低程序运行速度造成卡顿或图像显示异常等现象的数据通信方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种数据通信方法，用于实现上位机LabVIEW通过串口接收下位机DSP数字处理器模块发送给其的数据，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、通信协议设定：在上位机LabVIEW中设定上位机LabVIEW与下位机DSP数字处理器模块通信的通信协议；

步骤二、双循环并行数据接收处理：DSP数字处理器模块每隔时间t向上位机LabVIEW发送一帧数据；上位机LabVIEW分为接收数据和解包处理数据两个循环，接收数据的同时开始对数据进行解析处理；