[发明专利]硬件模块化控驱一体装置

权利要求书

1.硬件模块化控驱一体装置，其特征在于：包括控制模块(100)、功率模块(200)和扩展模块(300)，所述的控制模块(100)与功率模块(200)之间设置有控制-功率模块接口(400)，控制-功率模块接口(400)实现控制模块(100)与功率模块(200)的数据交换，所述的控制模块(100)与扩展模块(300)之间设置有控制-扩展模块接口(500)，控制-扩展模块接口(500)实现控制模块(100)与扩展模块(300)的数据交换；

所述的控制模块(100)还包括非实时任务处理器(110)、实时任务处理器(120)和FPGA阵列(130)，非实时任务处理器(110)与实时任务处理器(120)之间通过共享内存(140)实现数据交换，非实时任务处理器(110)、实时任务处理器(120)与FPGA阵列(130)之间通过控制模块内部并行总线(150)进行数据交换；

所述的非实时任务处理器(110)搭载应用软件及进行路径规划，实时任务处理器(120)运行动力学算法、运动规划及插补、位置闭环控制、速度闭环控制、安全系统信号处理和IO信号逻辑；

所述的FPGA阵列(130)包含1-9轴电机位置采集模型(131)、1-9轴电流采样模型(132)、1-9轴电流闭环模型(133)、1-9轴电机驱动信号模型(134)、1-9轴温度采样模型(135)、串/并行IO驱动模型(136)和串/并行通讯模型(137)，串/并行IO驱动模型(136)与实时任务处理器(120)执行的IO信号逻辑进行信号交互，1-9轴电流闭环模型(133)与速度闭环控制进行信号交互；

功率模块(200)包括电源系统电路(210)、安全系统电路(220)、1-9轴电流采样电路(230)、1-9轴驱动放大电路(240)和1-9轴温度传感电路(250)，1-9轴温度传感电路(250)与1-9轴温度采样接口(450)连接，1-9轴驱动放大电路(240)与1-9轴驱动信号接口(440)连接，1-9轴电流采样电路(230)与1-9轴电流采样接口(430)连接，安全系统信号接口(420)与安全系统电路(220)连接；

电源系统电路(210)与电源系统供电接口(410)连接，电源系统电路(210)外接供电输入，1-9轴驱动放大电路(240)外接1-9轴负载电机，串/并行IO驱动电路(310)外接多路外部IO设备，串/并行通讯电路(320)连接外部通讯系统。

2.如权利要求1所述的硬件模块化控驱一体装置，其特征在于：所述的控制-扩展模块接口(500)包括串/并行IO信号接口(510)和串/并行通讯接口(520)，扩展模块(300)包括串/并行IO驱动电路(310)和串/并行通讯电路(320)，串/并行IO信号接口(510)分别连接串/并行IO驱动模型(136)和串/并行IO驱动电路(310)，串/并行通讯接口(520)分别连接串/并行通讯模型(137)和串/并行通讯电路(320)。

3.如权利要求2所述的硬件模块化控驱一体装置，其特征在于：所述的控制-功率模块接口(400)包括电源系统供电接口(410)、安全系统信号接口(420)、1-9轴电流采样接口(430)、1-9轴驱动信号接口(440)、1-9轴温度采样接口(450)；

1-9轴温度采样接口(450)与1-9轴温度采样模型(135)连接，并通过1-9轴温度采样模型(135)反馈信号给实时任务处理器(120)的安全系统信号处理；1-9轴驱动信号接口(440)连接1-9轴电机驱动信号模型(134)，1-9轴电流采样模型(132)连接1-9轴电流采样接口(430)。

4.如权利要求3所述的硬件模块化控驱一体装置，其特征在于：所述的控制模块(100)还包括以太网通讯电路(160)和1-9轴电机位置采集接口(170)，以太网通讯电路(160)连接非实时任务处理器(110)，1-9轴电机位置采集接口(170)连接1-9轴电机位置采集模型(131)。

5.如权利要求4所述的硬件模块化控驱一体装置，其特征在于：以太网通讯电路(160)外接以太网通讯设备，1-9轴电机位置采集接口(170)外接1-9轴电机位置传感器。