[发明专利]电动助力转向电机的信号采集和控制输出的系统及方法

说明书

本发明涉及电动助力转向电机的控制技术领域，具体的讲是电动助力转向电机的信号采集和控制输出的系统及方法，包括电流采样总电路、转子角度解析芯片、主控制器、预驱模块。本发明与现有技术相比，将电流中的零、相电流独立触发，隔离存储，实现零、相电流从触发源请求到采样结果处理的物理和时间上的双重隔离，相比于同一触发源、同一转换通道、仅利用时间隔离的采样方式，能够有效避免零、相电流颠倒、覆盖等严重错误的发生。利用了DMA‑SPI角度采集，相比于在中断服务函数中软件直接操作SPI收发寄存器的方式，不仅不需考虑屏蔽中断及中断服务函数压栈导致的不确定延时，且收发过程不需任何软件干预，采样时刻精确且极大降低了CPU负载率。

技术领域

本发明涉及电动助力转向电机的控制技术领域，具体的讲是一种电动助力转向电机的信号采集和控制输出的系统。

背景技术

现有的电动助力转向电机的信号采集均是从同一触发源、同一转换通道进行采集的，仅是利用时间隔离，但这样容易发生零、相电流颠倒、覆盖等严重错误，导致电机失控。

在进行转子角度采集时，都是利用中断服务函数中的软件直接对SPI收发寄存器进行操作的，但这种方式需要考虑屏蔽中断及中断服务函数压栈导致的的不确定延时，而且SPI的收发过程中对CPU造成了很大负载。

为此设计一种能够为电机控制提供可靠的电机电流、延时精确的转子角度及三相完全中心对称的PWM控制输出的信号控制系统及方法是十分有必要的。

发明内容

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种能够为电机控制提供可靠的电机电流、延时精确的转子角度及三相完全中心对称的PWM控制输出的信号控制系统及方法。

为了达到上述目的，本发明设计了一种电动助力转向电机的信号采集和控制输出的系统，包括电流采样总电路、转子角度解析芯片、主控制器、预驱模块，其特征在于：主控制器内部有AD转换模块、SPI通信模块、通用定时器模块、DMA直接存储访问；

电流采样总电路与AD转换模块中的转换通道相连，并将转换结果存储在转换通道的结果寄存器中，转换通道的结果寄存器则与通用定时器模块的TOM0_1通道相连通，形成电流采样结果的触发信号通道；

转子角度解析芯片与SPI通信模块相连，SPI通信模块再与DMA直接存储访问相连通，从而利用DMA直接存储访问完成对电机转子角度解析芯片解析的转子角度值采集；

DMA直接存储访问又与通用定时器模块的TOM0_2通道相连通，形成搬运转子角度数据DMA的触发信号通道；

通用定时器模块与预驱芯片利用三相PWM输出通道相连，实现PWM的控制输出；

通用定时器模块中还设有TOM0_0作为整个系统时序的统一时基；

通用定时器模块中还设有TOM0_3作为电机控制中磁场定向控制的中断触发通道。

所述电流采样总电路分为U相电流采样电路和W相电流采样电路，AD转换模块的子模块包括ADC0转换模块和ADC1转换模块，电流采样总电流与AD转换模块之间的具体连接方式为：U相电流采样电路与ADC0转换模块的通道2相连，之后利用Alias功能将ADC0转换模块的通道1重映射至该转换模块的通道2；W相电流采样电路与ADC1转换模块的通道2相连，之后也利用Alias功能将ADC1转换模块的通道1重映射至该转换模块的通道2。