專利名稱：多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及混合動力挖掘機上的多電機的集群驅(qū)動控制技術(shù)
背景技術(shù)：
由于混合動力挖掘機上需要的電機多，并且各個電機的工作方式均不相同，目前 國內(nèi)外相類似的產(chǎn)品中都是對每個的電機采用獨立的控制電路和驅(qū)動電路，電路冗余多， 集成度不高，硬件成本高，所占體積大，重量重，且對電機的精確控制度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對多電機集群控制的低成本、體積小、重量輕，并且對電 機的精確控制度高的技術(shù)。該多電機的集中驅(qū)動控制技術(shù)由外圍信號接收電路，主處理器電路，緩存電路，協(xié) 處理器電路，N個電機驅(qū)動電路組成，。其中外圍信號接收電路由A/D轉(zhuǎn)換電路、CAN總線收 /發(fā)電路、電機反饋處理電路這三部分電路組成A/D轉(zhuǎn)換電路可將外部的模擬控制信號轉(zhuǎn) 換成主處理電路所需要的數(shù)字信號；CAN總線收/發(fā)電路可將外部其他設備傳輸來的對相 應電機的控制信號轉(zhuǎn)換成主處理電路所需要的數(shù)字信號；電機反饋處理電路可將各電機的 電流反饋和速度反饋轉(zhuǎn)換成主處理電路所需要的數(shù)字信號。A/D轉(zhuǎn)換電路、CAN總線收/發(fā) 電路、電機反饋處理電路分別與主處理電路連接，主處理電路連接協(xié)處理電路，協(xié)處理電路 連接N個電機驅(qū)動電路，緩存電路與主處理電路和協(xié)處理電路連接。主處理電路由主處理 器(DSP)、電容、電阻、晶振，I/O接口芯片，看門狗芯片、程序存儲芯片組成，主要使主處理 器能根據(jù)程序正常工作。緩存電路選用可讀寫的RAM，有地址口，數(shù)據(jù)口，讀/寫口，片選口， 提供給主處理器寫數(shù)據(jù)地址空間和協(xié)處理器讀數(shù)據(jù)地址空間。協(xié)處理電路由協(xié)處理(MCU)、 電容、電阻、晶振，I/O接口芯片，看門狗芯片、程序存儲芯片組成，主要使主處理器能根據(jù)程 序正常工作。每個電機驅(qū)動電路由光耦，小功率驅(qū)動芯片，大功率驅(qū)動芯片組成，主要實現(xiàn) 強弱電隔離，功率放大和對電機的驅(qū)動?；旌蟿恿ν诰驒C上的電機主要分為三類直流電機，三相永磁電機和發(fā)電機。對這 三類電機需分別采用不同的控制方式，對直流電機采用脈寬調(diào)速方式，對三相永磁電機采 用變頻調(diào)速方式，對發(fā)電機的發(fā)電功率調(diào)節(jié)采用勵磁電流(PWM)調(diào)節(jié)方式。主處理器接收到直流電機，三相永磁電機和發(fā)電機這三類電機的控制信號和速 度、電流反饋信號，分別進行相應的運算處理對脈寬調(diào)速的直流電機，進行速度反饋和電 流反饋的雙閉環(huán)控制計算，生成此電機下一步工作脈寬中的高電平時間和底電平時間，即 驅(qū)動電路中相對應的功率開關管的導通/斷開時間；對變頻調(diào)速的三相永磁電機，根據(jù)控 制信號、速度和電流反饋的雙閉環(huán)控制，采用三角波截取正弦波方法計算，生成生成此電機 下一步工作的A、B、c三相橋式電路中六個功率開關管所對應的導通/斷開時間；對發(fā)電機 發(fā)電功率的勵磁電流調(diào)節(jié)，生成控制勵磁電流功率開關管的導通/斷開時間。主處理器對 這些電機的所有功率開關管的導通/斷開時間采用統(tǒng)一的時間進行從先到后的排序，就生成了所有電機的控制命令字。主處理器將這些控制命令字存儲到相應的緩存地址中，即完 成了 一個循環(huán)周期的綜合運算。這些控制命令字實際上是時間上的串行控制命令。協(xié)處理器的工作就是不斷讀取 緩存芯片的內(nèi)容，通過定時器中斷的方式按先后順序?qū)λ泄β书_關管完成通斷控制，從 而實現(xiàn)對所有電機的控制。該多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)的優(yōu)點是成本低、體積小、重量輕，并且對電機的精確 控制度高。


圖1為多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為控制命令字組成及邏輯關系圖。圖3為勵磁可調(diào)節(jié)發(fā)電機驅(qū)動控制電路圖。圖4為直流電機驅(qū)動控制電路圖。圖5為三相永磁同步電機(發(fā)電/電動一體機)驅(qū)動控制電路圖
具體實施例方式主處理器芯片選用DSP，它通過相關外圍芯片接收所有電機的控制命令和所有電 機反饋信號，經(jīng)過綜合運算生成控制命令字，刷新緩存芯片的相應地址，并通知協(xié)處理器芯 片?？刂泼钭址譃閮刹糠?，第一部分的位數(shù)(BIT)為電機數(shù)量的四倍，每四位(半字 節(jié))對應一個電機，如第一個四位為“0000”表示此控制命令字不控制編號為1的電機，為 “1111”表示控制編號為1的電機處于發(fā)電狀態(tài)，“1110”表示控制編號為1的電機脈寬調(diào)速 為高電平，“1101”表示控制編號為1的電機脈寬調(diào)速為低電平，剩下的組合分別表示控制 編號為1的電機變頻調(diào)速的A，B, C三相橋的導通狀態(tài)；第二部分用2字節(jié)，表示此狀態(tài)的 維持時間，參見附圖2。以控制四個電機為例，電機編號分別為1，2，3，4。其中1號電機和2號電機是直流 電機，3號電機是勵磁可調(diào)節(jié)發(fā)電機，4號電機是三相永磁同步電機(發(fā)電/電動一體機)， 這三種電機的驅(qū)動控制電路分別見附圖3，4，5。控制命令字如下表
序控制命令字(第一部分)控制命令字(第二部分)號電機1電機2電機3電機410000111010101000010110001100110 (58DD)21100110110100111000110000100110 (184D)31100110110101111000110000000110 (180D)o oo o oo o oo o oo o oO O O O O O O 協(xié)處理器依次讀取表中的命令控制字執(zhí)行相應的操作，當讀取到序號1的命令控 制字時，根據(jù)附圖2中的控制邏輯表，控制電機1不工作，控制電機2的2’斤截止，2斤’導
4通，控制電機3的K導通(見附圖3)，控制電機4的A，B’，C，G’截止，A’，B，C’，G導通，同 時將控制命令字的第二部分58DD送至協(xié)處理器內(nèi)置的定時器定時計數(shù)；當定時器產(chǎn)生中 斷時(持續(xù)時間結(jié)束)協(xié)處理器讀取序號2的命令控制字，執(zhí)行同樣的操作。緩存芯片選用SDRAM，分上下兩個地址區(qū)，當主處理器檢查協(xié)處理器在讀上半?yún)^(qū) 時，則刷新下半?yún)^(qū)，刷新完成后通知協(xié)處理器結(jié)束上半?yún)^(qū)的讀工作，改從下半?yún)^(qū)的入口地址 順序下讀；協(xié)處理器芯片選用MCU，它的工作就是不斷讀取緩存芯片的內(nèi)容，將控制命令字的 第一部分執(zhí)行到驅(qū)動電路，將第二部分的狀態(tài)維持時間送入定時器。定時器設定為中斷方 式，當中斷請求時對下一個控制命令字進行同樣操作。
權(quán)利要求
多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)，包括外圍信號接收電路、主處理器電路、緩存電路、協(xié)處理器電路、N個電機驅(qū)動電路，其特征在于外圍信號接收電路由A/D轉(zhuǎn)換電路、CAN總線收/發(fā)電路、電機反饋處理電路這三部分電路組成，A/D轉(zhuǎn)換電路、CAN總線收/發(fā)電路、電機反饋處理電路分別連接主處理器電路，主處理器電路連接協(xié)處理器電路，協(xié)處理器電路連接N個電機驅(qū)動電路，緩存電路連接主處理器電路和協(xié)處理器電路；主處理器接收到直流電機，三相永磁電機和發(fā)電機這三類電機的控制信號和速度、電流反饋信號，分別進行相應的運算處理對脈寬調(diào)速的直流電機，進行速度反饋和電流反饋的雙閉環(huán)控制計算，生成此電機下一步工作脈寬中的高電平時間和底電平時間，即驅(qū)動電路中相對應的功率開關管的導通/斷開時間；對變頻調(diào)速的三相永磁電機，根據(jù)控制信號、速度和電流反饋的雙閉環(huán)控制，采用三角波截取正弦波方法計算，生成生成此電機下一步工作的A、B、C三相橋式電路中六個功率開關管所對應的導通/斷開時間；對發(fā)電機發(fā)電功率的勵磁電流調(diào)節(jié)，生成控制勵磁電流功率開關管的導通/斷開時間；主處理器對這些電機的所有功率開關管的導通/斷開時間采用統(tǒng)一的時間進行從先到后的排序，就生成了所有電機的控制命令字，主處理器將這些控制命令字存儲到相應的緩存地址中，即完成了一個循環(huán)周期的綜合運算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)，其特征在于控制命令字分為兩部 分，第一部分的位數(shù)為電機數(shù)量的四倍，每四位，即半個字節(jié)，對應一個電機，第二部分用2 字節(jié)，表示此狀態(tài)的維持時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)。該多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)由外圍信號接收電路，主處理器電路，緩存電路，協(xié)處理器電路，N個電機驅(qū)動電路組成。主處理器接收到電機的控制信號和速度、電流反饋信號，分別進行相應的運算處理。對這些電機的所有功率開關管的導通/斷開時間采用統(tǒng)一的時間進行從先到后的排序，就生成了所有電機的控制命令字。該多電機集群驅(qū)動控制技術(shù)的優(yōu)點是成本低、體積小、重量輕，并且對電機的精確控制度高。
文檔編號H02P5/60GK101895242SQ201010221579
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者易振, 董玉剛 申請人:江麓機電科技有限公司