[发明专利]一种基于ZYNQ平台的驱控一体机器人系统

权利要求书

1.一种基于ZYNQ平台的驱控一体机器人系统，基于ZYNQ平台，所述ZYNQ平台将机器人系统的控制系统和驱动系统一体结合，其特征在于：其结构包括：PS端和PL端，所述PS端为机器人的控制系统；所述PL端为机器人的驱动系统，所述PS端与所述PL端通过总线通讯；

所述PL端设置有电机控制模块、传感器读取模块、硬件报警处理模块、PL与PS通讯模块以及数据采集模块；所述PL与PS通讯模块通过总线连接所述PS端，所述电机控制模块通过所述PL与PS通讯模块与所述PS端数据交互，接收所述PS端传输的位置指令、速度指令、力矩指令信号以及电机参数配置信息；所述数据采集模块通过所述PL与PS通讯模块将所采集机器人系统的各项数据传输给所述PS端进行处理；所述电机控制模块连接所述传感器读取模块获取电机信息和电流信息并进行解析，获得系统的反馈信号；

同时，所述传感器读取模块连接所述PS端，将所读取信息传输给所述PS端进行处理；所述硬件报警处理模块与所述电机控制模块数据交互，电机急停时获取电机控制指令，所述硬件报警处理模块通过所述传感器读取模块连接至所述PS端，电机急停时向所述PS端发送报错信息；

所述电机控制模块包括电机控制入口模块、指令控制模块、FOC算法入口模块及FOC算法模块；所述电机控制入口模块连接所述PL与PS通讯模块接收所述PS端发送的位置指令、速度指令及力矩指令信号，以及电机参数配置信息，同时所述电机控制入口模块连接所述电流采集模块接收U相和W相电流信息，所述FOC算法入口模块连接所述电机控制入口模块获取U相和W相电流信息；所述电机控制入口模块连接所述电机编码器模块接收电机的真实位置信息和真实速度信息；

所述指令控制模块连接所述电机控制入口模块获取电机的位置指令、速度指令、力矩指令信号以及真实位置、真实速度信息，并对接收的指令和信息进行预期处理；所述FOC算法入口模块连接所述指令控制模块获取电机期望id及iq，同时所述FOC算法入口模块连接电机控制入口模块获取U相和W相电流信息；所述FOC算法模块连接所述FOC算法入口模块获取电角度信息、电机期望id及iq，计算电机需求id及iq，使得电机跟随控制指令转动；所述FOC算法模块包括电流矫正模块、clark算法模块、park算法模块及低通滤波模块；所述电流矫正模块连接所述FOC算法入口模块接收U相和W相电流，将电流矫正后再通过所述clark算法模块和所述park算法模块，将电流信息转换成电机id-back及iq-back再通过所述低通滤波模块除噪声，将降噪后的电机id-back及iq-back发送给所述FOC算法入口模块。

2.根据权利要求1所述驱控一体机器人系统，其特征在于：所述PS端设置有上位机、下位机及PS端入口模块；所述上位机负责人机交互，用于显示系统数据信息及获取用户输入数据，负责逻辑处理；所述下位机与所述上位机数据交互，同时所述下位机通过所述PS端入口模块与所述PL端进行数据交互，且所述下位机运行多个底部线程，用于解析所述PL端传输的数据。

3.根据权利要求2所述驱控一体机器人系统，其特征在于：所述硬件报警处理模块包括硬件驱动系统、驱动器过流模块、驱动器过载模块、驱动器过温模块、母线过流模块、母线欠压模块以及报警信号处理模块；其中，所述硬件驱动系统连接所述电机控制模块接收电机控制指令，所述硬件驱动系统连接所述驱动器过流模块、驱动器过载模块、驱动器过温模块、母线过流模块和母线欠压模块，通过所述驱动器过流模块、驱动器过载模块、驱动器过温模块、母线过流模块和母线欠压模块监测出驱动器过流、过载、过温信号以及母线过流、欠压信号报错信息，这些报错信号通过所述报警信号处理模块回传至所述电机控制模块进行处理。