[发明专利]无线网络下的多电机分布式控制系统及多电机分布式控制方法

摘要

本发明公开了一种无线网络下多电机分布式控制系统，工控机系统通过无线网络与各电机驱动系统进行信息交换，每个电机驱动系统皆由DSP模块、FPGA模块和EtherCAT接口组成，EtherCAT接口辅助实现工控机系统与电机驱动系统之间和各电机驱动系统相互之间的快速信息交换。本发明还公开了一种多电机分布式控制方法，即工控机系统启动后激活各个电机驱动系统，FPGA模块和DSP模块分析控制信息后使电机实现所需的运转。本发明的电机驱动系统通过无线网络交换控制命令和电机状态等信息，针对复杂的多电机大系统可以有效地降低系统构建的复杂程度、提高系统稳态精度和鲁棒性，并根据实际需要动态匹配、优化系统结构和控制性能。

主权项

一种无线网络下的多电机分布式控制系统，包括工控机系统（1）、电机驱动系统（2）和电机系统（3），其特征在于：所述工控机系统（1）分别通过控制独立的所述电机驱动系统（2），对各自独立的所述电机系统（3）进行驱动控制，所述电机系统（3）包括电机和电机监测系统，所述工控机系统（1）通过无线网络与各所述电机驱动系统（2）进行信息交换，每个所述电机驱动系统（2）皆由DSP模块（5）、FPGA模块（4）和EtherCAT接口（6）依次串联组成信道系统，并形成DSP+FPGA的运动控制系统结构，所述EtherCAT接口（6）辅助实现工控机系统（1）与电机驱动系统（2）之间和各电机驱动系统（2）相互之间的快速信息交换，所述工控机系统（1）通过无线网络分别与各所述电机驱动系统（2）的所述EtherCAT接口（6）信号连通，在独立的所述电机驱动系统（2）中，所述EtherCAT接口（6）与所述FPGA模块（4）之间、所述FPGA模块（4）与所述DSP模块（5）之间的信息交换皆为双工模式，所述DSP模块（5）与所述电机系统（3）直接进行信息交换，所述工控机系统（1）发出的指令信息经过无线网络传递至各个所述电机驱动系统（2）的所述EtherCAT接口（6），所述EtherCAT接口（6）将指令信息传递至所述FPGA模块（4）进行分析，在传递至所述DSP模块（5）进行分析解释后，形成针对电机的启动暂停请求和任务的控制信息，直接向电机系统（3）发送，使电机实现所需的运转，或者使各个电机互相协调共同完成目标运动，各所述电机监测系统将对应测量采集各个所述电机的实时运转信息向所述电机驱动系统（2）反馈信息，再依次经过所述DSP模块（5）和所述FPGA模块（4），从所述EtherCAT接口（6）通过无线网络汇集反馈到所述工控机系统（1），所述工控机系统（1）对反馈信息进行审核和判断，在所述工控机系统（1）确认错误控制信息后重新发送控制信息重复控制循环，或在所述工控机系统（1）否认错误控制信息后发送控制信息审核报告使各个所述电机驱动系统（2）继续传递控制信息完成控制循环。