恭喜重庆智能机器人研究院夏亮获国家专利权
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龙图腾网恭喜重庆智能机器人研究院申请的专利一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统及其控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN112083668B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202010767510.7,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统及其控制方法是由夏亮;李令;兰东洋;宁国松;谭先锋;赵晓兀;魏章保设计研发完成,并于2020-08-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统及其控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统及其控制方法,包括电机运算电路、流水线控制电路、多路数据采集电路、多路接口电路和多路调制输出电路;流水线控制电路提供第一时序,所有电机轴的采样数据和电机运动控制指令按照第一时序轮询输入到电机运算电路中;电机运算电路按照第一时序计算出每个电机轴的误差调节数据;流水线控制电路还提供第二时序,所有调制输出电路按照第二时序轮询接收误差调节数据;调制输出电路按照第二时序接收对应电机轴的误差调节数据,并计算出对应的三相占空比调制信号输出给对应的电机。本发明无论有多少个电机轴均只需要一个电机运算电路,以流水线的方式实现多轴电机并行控制,成倍地减少FPGA占用资源。
本发明授权一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统及其控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统,其特征在于,包括设置于FPGA可编程逻辑器件上的电机运算电路3、流水线控制电路5、多路数据采集电路1、多路接口电路2和多路调制输出电路4;所述数据采集电路1,用于获取电机轴的采样数据;所述接口电路2,用于获取电机轴的电机运动控制指令;所述流水线控制电路5,用于提供第一时序,所述第一时序用于控制所有电机轴的所述采样数据和所述电机运动控制指令以流水线方式轮询输入到所述电机运算电路3中;所述电机运算电路3,用于根据按照所述第一时序输入的所述采样数据和所述电机运动控制指令,计算出每个电机轴的误差调节数据;所述流水线控制电路5,还用于提供第二时序,所述第二时序用于控制所有所述调制输出电路4以流水线方式轮询接收对应电机轴的所述误差调节数据;所述调制输出电路4,用于按照所述第二时序接收所述电机运算电路3输出的对应电机轴的所述误差调节数据,并根据所述误差调节数据计算出对应电机轴的三相占空比调制信号并输出给对应的电机;所述数据采集电路1的数量、所述接口电路2的数量和所述调制输出电路4的数量均相同;所述电机运算电路3、所述流水线控制电路5、所有所述数据采集电路1、所有所述接口电路2和所有所述调制输出电路4均分别与所述FPGA可编程逻辑器件电连接,所有所述数据采集电路1、所有所述接口电路2和所有所述调制输出电路4均分别与所述电机运算电路3电连接,所有所述数据采集电路1、所有所述接口电路2和所有所述调制输出电路4均分别与所述流水线控制电路5电连接;所述采样数据包括位置数据、速度数据和相电流数据;每路所述数据采集电路1均包括编码器11和电流传感器12;在任一路所述数据采集电路1中,所述编码器11用于采集位置数据和速度数据,所述电流传感器12用于采集相电流数据;所述编码器11和所述电流传感器12均分别与所述电机运算电路3电连接,所述编码器11和所述电流传感器12均分别与所述流水线控制电路5电连接,所述编码器11和所述电流传感器12均分别与所述FPGA可编程逻辑器件电连接;所述误差调节数据具体为电流误差数据;所述电机运算电路3包括位置反馈计算子电路31、位置误差计算子电路32、位置调节子电路33、速度反馈计算子电路34、速度误差计算子电路35、速度调节子电路36、电流反馈计算子电路37、电流误差计算子电路38和电流调节子电路39;所述位置反馈计算子电路31,用于根据按照所述第一时序输入的位置数据,计算得到对应电机轴的位置反馈数据;所述位置误差计算子电路32,用于按照所述第一时序输入的电机运动控制指令,并根据位置反馈数据,计算得到对应电机轴的位置误差;所述位置调节子电路33,用于根据位置误差得到对应电机轴的位置误差调节数据;所述速度反馈计算子电路34,用于根据按照所述第一时序输入的速度数据,计算得到对应电机轴的速度反馈数据;所述速度误差计算子电路35,用于根据速度反馈数据和位置误差调节数据,计算得到对应电机轴的速度误差;所述速度调节子电路36,用于根据速度误差得到对应电机轴的速度误差调节数据;所述电流反馈计算子电路37,用于根据按照所述第一时序输入的相电流数据,计算得到对应电机轴的电流反馈数据;所述电流误差计算子电路38,用于根据电流反馈数据和速度误差调节数据,计算得到对应电机轴的电流误差;所述电流调节子电路39,用于根据电流误差得到对应电机轴的电流误差调节数据;所述位置误差计算子电路32依次通过所述位置调节子电路33、所述速度误差计算子电路35、所述速度调节子电路36和所述电流误差计算子电路38与所述电流调节子电路39电连接,所有所述接口电路2的输出端均分别与所述位置误差计算子电路32电连接,所有所述调制输出电路4的输入端均分别与所述电流调节子电路39电连接,所有所述编码器11的输出端均通过所述位置反馈计算子电路31分别与所述位置误差计算子电路32电连接,所有所述编码器11的输出端还均通过所述速度反馈计算子电路34分别与所述速度误差计算子电路35电连接,所有所述电流传感器12的输出端均通过所述电流反馈计算子电路37分别与所述电流误差计算子电路38电连接;所述位置反馈计算子电路31、所述位置误差计算子电路32、所述位置调节子电路33、所述速度反馈计算子电路34、所述速度误差计算子电路35、所述速度调节子电路36、所述电流反馈计算子电路37、所述电流误差计算子电路38和所述电流调节子电路39均分别与所述FPGA可编程逻辑器件电连接。
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