[发明专利]多轴伺服电机电流环的控制系统及其方法

说明书

本申请公开了一种多轴伺服电机电流环的控制系统及其方法，所述控制系统包括AD采样控制模块、编码器反馈处理模块、主控模块、多个任务处理模块以及SVPWM输出模块；AD采样控制模块输出数字的电流采样值；编码器反馈处理模块输出电角度信息；主控模块根据伺服电机的电流处理任务、以及对应的任务处理模块的任务完成信号，启动任务处理模块进行处理；SVPWM输出模块输出SVPWM信号给对应轴的伺服电机驱动电路以驱动伺服电机。本申请通过主控模块发送和接收事件的方式控制任务处理模块对电流处理任务进行处理，实现任务处理模块的按需调度，减小任务处理模块的等待时间，提高硬件利用率，提升电流环和整个伺服系统的响应速度。

技术领域

本申请涉及控制技术领域，尤其涉及一种多轴伺服电机电流环的控制系统及其方法。

背景技术

运动控制系统通过对电动机电压、电流、频率等输入电量的控制，改变工作机械的转矩、速度、位移等变量，使得工作机械按照人们的期望运行。运动控制系统一般由运动控制器、交流伺服驱动器、伺服电机、负载及相关的传感器等组成。运动控制器下达指令，通过交流伺服驱动器转化为能够驱动伺服电机的电流，使伺服电机旋转，带动工作机械运行；同时，伺服电机上的传感器将伺服电机的实时信息反馈给运动控制器，以便运动控制器实时调整，从而保证整个系统的稳定运转。

多轴交流伺服驱动器可以驱动多个伺服电机，多轴交流伺服驱动器专用集成芯片中电流环的处理大量使用硬件处理电路，因此任务处理能力强，在驱动多个伺服电机时，一般可以通过硬件时分复用的方式采用一套硬件完成多个伺服电机的任务处理，提高芯片内部电路的利用率，减小芯片电路和成本。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术存在以下问题：传统的硬件时分复用方式主要通过类似流水线的设计来实现，但是因为电流环需要处理的任务种类和数量较多，它们需要的处理时间各不相同，而流水线设计只能按耗时最长的任务进行设计，提前完成任务的硬件只能进入等待状态，因此效率低，不利于提高电流环的响应速度。

发明内容

本申请的主要目的在于提出一种多轴伺服电机电流环的控制系统及其方法，旨在解决现有硬件时分复用方式存在的硬件利用率低、电流环的响应速度慢的问题。

为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种多轴伺服电机电流环的控制系统，所述控制系统包括AD采样控制模块、编码器反馈处理模块、主控模块、多个任务处理模块以及SVPWM输出模块；

所述AD采样控制模块，用于获取伺服电机的模拟的电流采样值，并将模拟的电流采样值转换为数字的电流采样值；

所述编码器反馈处理模块，用于接收外部的位置反馈元件的反馈信号，并将所述反馈信号进行处理后输出电角度信息；

所述主控模块，用于在接收到伺服电机的电流调节指令的情况下，根据伺服电机的电流处理任务、以及所述电流处理任务对应的任务处理模块的任务完成信号，启动所述电流处理任务对应的任务处理模块进行处理，以使得所述多个任务处理模块根据所述数字的电流采样值、所述电角度信息以及所述电流调节指令输出SVPWM生成信号；

所述SVPWM输出模块，用于根据所述SVPWM生成信号，输出SVPWM信号给对应轴的伺服电机驱动电路以驱动伺服电机。

此外，为实现上述目的，本申请实施例第二方面提供一种多轴伺服电机电流环的控制方法，所述控制方法包括：

AD采样控制模块获取伺服电机的模拟的电流采样值，并将模拟的电流采样值转换为数字的电流采样值；

编码器反馈处理模块接收外部的位置反馈元件的反馈信号，并将所述反馈信号进行处理后输出电角度信息；