專利名稱：開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
開關(guān)磁阻電機是一種新型調(diào)速電機，調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點，是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)之后崛起的一種很有發(fā)展前景的變速拖動系統(tǒng)。它集電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和電機控制技術(shù)于一體，為典型的機電一體化技術(shù)。開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)簡單、堅固，其定子僅有集中繞組，轉(zhuǎn)子無繞組、無永磁，適合于高速及超高速運行，與相應的開關(guān)電路及控制器結(jié)合，能組合成具有工作效率高、可控參數(shù)多、控制靈活、調(diào)速性能優(yōu)異、可靠性高、可適應惡劣環(huán)境等優(yōu)點的控制系統(tǒng)。目前開關(guān)磁阻電機主要是作為一種功率電氣傳動裝置，其設計突出了速度控制和實現(xiàn)高效率，但大步進角以及由此引起的轉(zhuǎn)矩脈動，嚴重影響了其位置控制精度。位置檢測是開關(guān)磁阻電機同步運行的基礎(chǔ)，也是區(qū)別于步進電機的主要方面之一，開關(guān)磁阻電機的各種高級控制技術(shù)都是以高精度的位置檢測為首要條件。而現(xiàn)有的開關(guān)磁阻電機大部分都采用簡單的調(diào)速控制器，很難實現(xiàn)精確的 位置控制。開關(guān)磁阻電機由于存在位置檢測等問題，很難做到將多個電機直接并聯(lián)到一個控制器中。每臺電機獨立工作，不受中央控制器統(tǒng)一控制，因此系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化受到限制；而且，系統(tǒng)無法通過中央控制器來及時地獲取各下級單元的工作狀態(tài)，使得系統(tǒng)的控制性能較差。在實際應用中，僅針對一臺電機的控制在某些場合已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的要求，因此，如何統(tǒng)一控制多臺開關(guān)磁阻電機的協(xié)調(diào)工作也是該領(lǐng)域的一大熱門課題。鑒于上述已有技術(shù)，有必要加以改進，為此，本申請人作了有益的設計，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的位置定位控制，兩臺開關(guān)磁阻電機同時工作，減少了驅(qū)動設備的成本，另外，由中央控制器統(tǒng)一對下級單元進行實時控制，大大提高了系統(tǒng)的控制性能。本實用新型的目的是這樣來達到的，一種開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)包括中央控制器、驅(qū)動單元和兩臺開關(guān)磁阻電機，所述的中央控制器連接驅(qū)動單元，所述的驅(qū)動單元與兩臺開關(guān)磁阻電機進行雙向連接，所述的驅(qū)動單元包括總線控制器、位置控制器和溫度采樣系統(tǒng)保護器，所述的總線控制器與中央控制器連接，所述的位置控制器有兩個，分別與兩臺開關(guān)磁阻電機一一對應，兩位置控制器分別與總線控制器和對應的開關(guān)磁阻電機進行雙向連接，所述的溫度采樣系統(tǒng)保護器與總線控制器進行雙向連接。在本實用新型的一個具體的實施例中，所述的中央控制器和驅(qū)動單元通過工業(yè)級網(wǎng)線進行連接。[0007]在本實用新型的另一個具體的實施例中，所述的位置控制器包括運動控制器、高階控制器、低通濾波器、速度反饋控制器和力矩控制器，運動控制器與總線控制器雙向連接，運動控制器的輸出信號與開關(guān)磁阻電機的輸出信號經(jīng)運算后輸送給高階控制器，高階控制器的輸出端與低通濾波器的輸入端連接，低通濾波器的輸出信號與速度反饋控制器的輸出信號經(jīng)運算后輸送給力矩控制器，力矩控制器的輸出端與開關(guān)磁阻電機的輸入端連接，速度反饋控制器的輸入端與開關(guān)磁阻電機的輸出端連接。在本實用新型的又一個具體的實施例中，所述的運動控制器的輸出信號與開關(guān)磁阻電機的輸出信號相減后輸送給高階控制器。在本實用新型的再一個具體的實施例中，所述的低通濾波器的輸出信號與速度反饋控制器的輸出信號相減后輸送給力矩控制器。本實用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是:中央控制器通過工業(yè)級網(wǎng)線與驅(qū)動單元進行網(wǎng)絡通訊，中央控制器以固定的周期間隔，實時讀取驅(qū)動單元及兩臺開關(guān)磁阻電機的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)對讀回數(shù)據(jù)的分析來及時調(diào)整驅(qū)動單元的工作狀態(tài)，并通過驅(qū)動單元來調(diào)整兩臺開關(guān)磁阻電機的運轉(zhuǎn)；一驅(qū)動單元可同時控制兩臺開關(guān)磁阻電機工作，減少了驅(qū)動單元的使用成本；采用位置控制器，能實現(xiàn)精確的位置定位控制。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型所述的位置控制器的原理框圖。
具體實施方式
為了使公眾能充分了解本實用新型的技術(shù)實質(zhì)和有益效果，申請人將在
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
詳細描述，但申請人對實施例的描述不是對技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實用新型構(gòu)思作形式而非實質(zhì)的變化都應當視為本實用新型的保護范圍。請參閱圖1，一種開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)包括中央控制器1、驅(qū)動單元3和兩臺開關(guān)磁阻電機4，所述的中央控制器I連接驅(qū)動單元3，在本實施例中，所述的中央控制器I和驅(qū)動單元3通過工業(yè)級網(wǎng)線2進行連接。所述的驅(qū)動單元3分別與兩臺開關(guān)磁阻電機4進行雙向連接。所述的驅(qū)動單元3包括總線控制器31、位置控制器32和溫度采樣系統(tǒng)保護器33，所述的總線控制器31通過工業(yè)級網(wǎng)線2與中央控制器I連接，所述的位置控制器32有兩個，分別與兩開關(guān)磁阻電機4 一一對應，兩位置控制器32分別與總線控制器31和對應的開關(guān)磁阻電機4進行雙向連接。所述的溫度采樣系統(tǒng)保護器33與總線控制器31進行雙向連接。請參閱圖2，所述的位置控制器32包括運動控制器321、高階控制器322、低通濾波器323、速度反饋控制器324和力矩控制器325。運動控制器321與總線控制器31雙向連接，運動控制器321的輸出信號與開關(guān)磁阻電機4的輸出信號經(jīng)運算后輸送給高階控制器322,在本實施例中,所述的運動控制器321的輸出信號與開關(guān)磁阻電機4的輸出信號相減后輸送給高階控制器322。高階控制器322的輸出端與低通濾波器323的輸入端連接，低通濾波器323的輸出信號與速度反饋控制器324的輸出信號經(jīng)運算后輸送給力矩控制器325,在本實施例中，所述的低通濾波器323的輸出信號與速度反饋控制器324的輸出信號相減后輸送給力矩控制器325。力矩控制器325的輸出端與開關(guān)磁阻電機4的輸入端連接，速度反饋控制器324的輸入端與開關(guān)磁阻電機4的輸出端連接。請再參閱圖1并結(jié)合圖2，中央控制器I通過工業(yè)級網(wǎng)線2、比如以太網(wǎng)等與驅(qū)動單元3連接，當系統(tǒng)開始工作后，中央控制器I以固定的周期間隔，實時監(jiān)測驅(qū)動單元3和兩臺開關(guān)磁阻電機4的工作狀態(tài)，并讀回相應的工作數(shù)據(jù)，通過分析讀回的實時數(shù)據(jù)，可及時調(diào)整驅(qū)動單元3的工作狀態(tài)，并通過驅(qū)動單元3來調(diào)整兩臺開關(guān)磁阻電機4的運轉(zhuǎn)。所述的驅(qū)動單元3包括總線控制器31、兩位置控制器32以及溫度采樣系統(tǒng)保護器33，總線控制器31通過工業(yè)級網(wǎng)線2與中央控制器I連接，用于實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊，兩位置控制器32與兩臺開關(guān)磁阻電機4相對應，分別用于實現(xiàn)兩臺開關(guān)磁阻電機4的位置控制。具體地，所述的位置控制器32包括運動控制器321、高階控制器322、低通濾波器323、速度反饋控制器324和力矩控制器325。其中，運動控制器321與總線控制器31雙向連接，用于解析總線控制器31傳來的命令，并根據(jù)速度和加速度等參數(shù)產(chǎn)生一條平滑的運動軌跡，這個軌跡信號與開關(guān)磁阻電機4輸出的信號相減后輸送給高階控制器322,高階控制器322輸出信號給低通濾波器323,低通濾波器323輸出的信號與速度反饋控制器324輸出的信號相減后輸送給力矩控制器325。所述的高階控制器322、速度反饋控制器324和力矩控制器325分別用于實現(xiàn)位置、速度和力矩控制，從而實現(xiàn)精確位置控制。低通濾波器323用于抑制系統(tǒng)和環(huán)境的噪聲。溫度采樣系統(tǒng)保護器33對驅(qū)動單元3和開關(guān)磁阻電機4進行溫度采樣，從而實現(xiàn)對整個驅(qū)動單元3和開關(guān)磁阻電機4的保護。在本實施例中，一驅(qū)動單元3可同時控制兩臺開關(guān)磁阻電機4工作，減少了驅(qū)動單元3的生產(chǎn)成本，優(yōu)化了該控制系統(tǒng)的整體性能。驅(qū)動單元3和開關(guān)磁阻電機4又統(tǒng)一受中央控制器I控制，中央控制器I能實時監(jiān)測和調(diào)整整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)， 大大提高了系統(tǒng)的控制性能。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)，其特征在于包括中央控制器(I)、驅(qū)動單元(3)和兩臺開關(guān)磁阻電機(4)，所述的中央控制器(I)連接驅(qū)動單元(3)，所述的驅(qū)動單元(3)與兩臺開關(guān)磁阻電機(4)進行雙向連接，所述的驅(qū)動單元(3)包括總線控制器(31)、位置控制器(32)和溫度采樣系統(tǒng)保護器(33)，所述的總線控制器(31)與中央控制器(I)連接，所述的位置控制器(32)有兩個，分別與兩臺開關(guān)磁阻電機(4) 一一對應，兩位置控制器(32)分別與總線控制器(31)和對應的開關(guān)磁阻電機(4)進行雙向連接，所述的溫度采樣系統(tǒng)保護器(33)與總線控制器(31)進行雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)，其特征在于所述的中央控制器(I)和驅(qū)動單元(3 )通過工業(yè)級網(wǎng)線(2 )進行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)，其特征在于所述的位置控制器(32)包括運動控制器(321)、高階控制器(322)、低通濾波器(323)、速度反饋控制器(324)和力矩控制器(325)，運動控制器(321)與總線控制器(31)雙向連接，運動控制器(321)的輸出信號與開關(guān)磁阻電機(4)的輸出信號經(jīng)運算后輸送給高階控制器(322)，高階控制器(322)的輸出端與低通濾波器323的輸入端連接，低通濾波器(323)的輸出信號與速度反饋控制器(324)的輸出信號經(jīng)運算后輸送給力矩控制器(325)，力矩控制器(325)的輸出端與開關(guān)磁阻電機(4)的輸入端連接，速度反饋控制器(324)的輸入端與開關(guān)磁阻電機(4)的輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)，其特征在于所述的運動控制器(321)的輸出信號與開關(guān)磁阻電機(4)的輸出信號相減后輸送給高階控制器(322)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)，其特征在于所述的低通濾波器(323)的輸出信號與速度反饋控制器(324)的輸出信號相減后輸送給力矩控制器(325)。
專利摘要一種開關(guān)磁阻電機分布式控制系統(tǒng)，屬于電機控制技術(shù)領(lǐng)域。包括中央控制器、驅(qū)動單元和兩臺開關(guān)磁阻電機，中央控制器連接驅(qū)動單元，驅(qū)動單元與兩臺開關(guān)磁阻電機進行雙向連接，驅(qū)動單元包括總線控制器、位置控制器和溫度采樣系統(tǒng)保護器，總線控制器與中央控制器連接，位置控制器有兩個，分別與兩臺開關(guān)磁阻電機一一對應，兩位置控制器分別與總線控制器和對應的開關(guān)磁阻電機進行雙向連接，溫度采樣系統(tǒng)保護器與總線控制器進行雙向連接。優(yōu)點根據(jù)對讀回數(shù)據(jù)的分析來及時調(diào)整驅(qū)動單元的工作狀態(tài)，并通過驅(qū)動單元來調(diào)整兩臺開關(guān)磁阻電機的運轉(zhuǎn)；減少了驅(qū)動單元的使用成本；能實現(xiàn)精確的位置定位控制。
文檔編號H02P6/04GK203135770SQ20132012201
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者王肇, 周素平, 韓成超, 潘晨聰, 潘祥生 申請人:王肇, 周素平, 韓成超, 潘晨聰, 潘祥生