[发明专利]基于无线数据传输的直线电机控制系统

说明书

本公开涉及一种基于无线数据传输的直线电机控制系统，可用于多动子、多转子直线电机控制，能够利用无线数据传输方式实现多个动子与控制系统进行实时通信。该控制系统包括：DSP模块、无线通信模块、位置检测模块、驱动模块及电流检测反馈模块；位置检测模块对动子位置进行检测，得到包含位置信息的脉冲信号，无线通信模块对该脉冲信号进行计数，并通过无线传输方式将数据发送给DSP模块，DSP模块利用位置、速度解算算法将该脉冲信号中的位置和速度信息解算出来，作为速度及位置的反馈值；电流检测反馈模块获得的电流值作为电流的反馈值，从而实现位置、速度及电流的反馈，并通过驱动模块实现直线电机的高精度控制。

技术领域

本公开涉及数字控制系统技术领域，尤其涉及一种基于无线数据传输的直线电机控制系统。

背景技术

直线电动机能够直接产生直线运动，能将电能直接转换为直线运动所需的机械能。相较于旋转电动机而言，直线电机没有机械接触，其传动力是在气隙中产生的，除直线电机导轨以外没有任何其它的摩擦；运行的行程在理论上不受任何限制，性能不会因行程大小的改变而受到影响；可提供更宽范围的运行速度，尤其在高速状态下其优势更为突出；此外，直线电机还具有加速度大、运行平稳、精度和重复精度高等特点，能够很好地解决传动效率和可靠性等问题，同时成本较低且易于维护。直线电机具有较高的效率和功率因数，并且随着永磁材料的高速发展，特别是在高性能永磁材料钕铁硼(NdFeB)出现后，永磁直线同步电机因其损耗小、力能指标高以及响应速度快等特点，使得其与其它高速精密系统相比，具有较大的优越性。

现阶段，直线电机主要通过位置传感器来检测动子和定子间的相对位置信息，而传统的利用线缆的方式来传输直线电机多动子、多定子间的位置信息则需要使用大量的线缆。由于直线电机大加速度、高速的运行特点，在动子运行过程中，上述连接的用于传输位置信号的线缆可能会出现撕裂或缠绕等问题，而且在长行程的运行中，线缆的长度要根据需要加长，这在实际应用中极不方便，因此，使用线缆进行动定子间数据传输的方式已经不能满足直线电机控制系统的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种基于无线数据传输的直线电机控制系统。

本公开提供的基于无线数据传输的直线电机控制系统，包括：数字信号处理模块、上位机接口电路、位置检测模块、无线通信模块、电流检测反馈模块以及驱动模块；

所述位置检测模块对电机的动子位置进行检测，得到包含位置信息的脉冲信号；

所述无线通信模块对所述脉冲信号进行计数后，通过无线传输方式将数据发送至数字信号处理模块；

所述电流检测反馈模块获得的电流值作为电机的电流反馈值，并发送至数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块通过所述上位机接口电路从上位机获得期望速度和期望位置，并将该所述期望速度和期望位置作为电机速度和位置闭环控制的参考值；还用于基于所述数据获取位置反馈值、速度反馈值；以及用于实现对电机的位置、速度和电流的三环控制，产生电机驱动信号；

所述驱动模块用于基于所述电机驱动信号实现对电机的控制。

可选的，所述数字信号处理模块包括数字信号处理芯片和电源配置芯片；

所述电源配置芯片用于为所述数字信号处理芯片供电。

可选的，所述数字信号处理芯片内置计算机程序，用于执行位置、速度解算算法，执行位置、速度闭环控制算法，执行电流闭环控制算法以及执行PWM脉冲产生算法。

可选的，所述电机驱动信号包括PWM脉冲信号。

可选的，所述数字信号处理芯片采用TI公司C2000系列芯片。

可选的，所述位置检测模块包括光栅脉冲检测电路以及磁栅脉冲检测电路；