电流检测模块204的信号输入端连通，第二电流检测模块204的信号输出端与第二 A/D转换模块201C的反馈信号输入端连通。第二控制电源203与第二电机驱动模块202中的第二 GAL逻辑模块202A、第二光耦隔离模块202B、第二高压集成驱动模块202C的电源输入端均连通，用于给第二控制电源203第二 GAL逻辑模块202A、第二光耦隔离模块202B、第二高压集成驱动模块202C供电。
[0018]如图1所示，第三伺服控制模块301包括第三1553模块301A、第三DSP控制器301B、第三A/D转换模块30IC ;第三电机驱动模块302包括第三GAL逻辑模块302A、第三光耦隔离模块302B、第三高压集成驱动模块302C、第三MOSFET功率模块302D。第三1553模块301A的输出端与第三DSP控制器301B的控制信号输入端连通，第三DSP控制器301B的数字信号输入端与第三A/D转换模块301C的信号输出端连通，第三A/D转换模块301C的信号输入端与第三电位计306的反馈信号输出端连通，第三电位计306的信号输入端与无刷直流电机4的电位计信号输出端连通；第三电位计306的电源输入端与第三电位计电源305的输出端连通，第三电位计306用于给第三电位计电源305供电。第三DSP控制器301B的控制信号输出端与第三电机驱动模块302的第三GAL逻辑模块302A的信号输入端连通，第三GAL逻辑模块302A的信号输出端与第三光耦隔离模块302B的信号输入端连通，第三光耦隔离模块302B的信号输出端与第三高压集成驱动模块302C的信号输入端连通，第三高压集成驱动模块302C的信号输出端与第三MOSFET功率模块302D的信号输入端连通，第三MOSFET功率模块302D的信号输出端与无刷直流电机4的控制信号输入端连通。无刷直流电机4的电流检测信号输出端与第三电流检测模块304的信号输入端连通，第三电流检测模块304的信号输出端与第三A/D转换模块301C的反馈信号输入端连通。第三控制电源303与第三电机驱动模块302中的第三GAL逻辑模块302A、第三光耦隔离模块302B、第三高压集成驱动模块302C的电源输入端均连通，用于给第三控制电源303第三GAL逻辑模块302A、第三光耦隔离模块302B、第三高压集成驱动模块302C供电。
[0019]如图1所示，第一 DSP控制器1lB的故障信号接口、第二 DSP控制器201B的故障信号接口、第三DSP控制器30IB的故障信号接口之间通过握手方式通讯。
[0020]1553 模块 101A、201A、301A 均为为 1553B 总线。DSP 控制器 101B、201B、301B 均为DSP伺服系统数字电子控制装置。电流检测模块104、201、304均为霍尔位置传感器，高压集成功率模块102D、202D、302D型号均为IR2130。控制电源103、203、303均为+28V功率电源，电位计电源105、205、305均为+12率电源.
[0021]如图1所示，本发明所提供的一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器的三路伺服控制驱动电路的工作原理相同，工作原理如下:外部控制系统发出指令信号通过1553模块传输给DSP控制器，DSP控制器开始工作，同时DSP控制器通过1553模块向外部控制系统发送DSP控制器的状态信息。电位计采集无刷直流电机4的电机位置反馈信号传输给A/D转换模块，A/D转换模块将电机位置反馈信号转换成数字量后传输给DSP控制器，电机位置反馈信号数字量在DSP控制器中进行多数表决算法、故障监测和闭环控制计算，生成PWM脉冲信号和电机转向信号。电流检测模块采集无刷直流电机4的电流信号。DSP控制器生成的PWM脉冲信号、电机转向信号与电机位置脉冲信号共同进入电机驱动模块，控制直流无刷电机4的转向和转速按照控制系统的指令动作。
[0022]电机驱动模块的工作原理:通过GAL逻辑模块将PWM脉冲信号、电机转向信号和位置脉冲信号过GAL逻辑运算，光耦隔离模块将逻辑运算后的信号隔离，高压集成驱动模块驱动MOSFET功率模块工作，MOSFET功率模块输出三相PWM脉冲控制信号，用于控制直流无刷电机4三相功率逆变桥，进而控制直流无刷电机4的转向和转速。电流检测模块实时监测无刷直流电机4的输出电流，将实时传输给DSP控制器，DSP控制器实时发现某一路通道(即某一路伺服控制驱动电路)的一度故障，DSP控制器将故障信号发送给另两路正常工作的控制驱动通道，DSP控制器将故障通道进行隔离，DSP控制器不驱动故障通道。
[0023]DSP控制器包含两个中断:外部中断和定时器中断。(I)外部中断功能:三个DSP控制器通过外部中断从1553B模块接收外部控制系统的指令信号，并与外部控制系统进行同步通讯，保证了三个通道能够在同一时刻采集信号，在同一拍工作，并且清除各自的时钟误差积累，有效地防止了三个通道控制律解算输出结果不一致，实现了三通道的同步工作。(2)定时器中断功能:定时器中断用于完成A/D信号的采集转换，对采集到的电机位置反馈信号进行三选二表决处理，直接将三路信号中的错误信号吸收。同时，对输出电流进行实时监测，能实时发现某一通道的一度故障并进行隔离；三通道之间的故障通讯采用握手方式实现，当某一通道发生故障，则相应通道的故障标志置位并发送给其余两通道故障信号，同时切断故障通道的输出；正常工作的两通道在接收到故障信号后，对本通道的控制律进行重构，调整其控制参数。
[0024]上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
【主权项】
1.一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，其特征在于:它包括三路并联的、分别与无刷直流电机(4)连通的伺服控制驱动电路，三路伺服控制驱动电路之间互相通讯。
2.根据权利要求1所述的一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，其特征在于:所述的伺服控制驱动电路包括伺服控制模块、电机驱动模块、电流检测模块、电位计，伺服控制模块的输出端与电机驱动模块的输入端连通，电机驱动模块的输出端与无刷直流电机(4)的三相绕组输出端连通，电流检测模块的输入端与无刷直流电机(4)的检测信号输出端连通，电流检测模块的输出端与伺服控制模块的输入端连通；电位计的输入端与无刷直流电机(4)的位置信号输出端连通，电位计的输出端与伺服控制模块的数字信号输入端连通；电位计采集无刷直流电机(4)的电机位置反馈信号传输给伺服控制模块，电机位置反馈信号数字量在伺服控制模块中进行计算，生成PWM脉冲信号和电机转向信号；电流检测模块采集无刷直流电机(4)的电流信号；伺服控制模块生成的PWM脉冲信号、电机转向信号共同进入电机驱动模块，控制直流无刷电机(4)的转向和转速。
3.根据权利要求2所述的一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，其特征在于:所述的三路伺服控制驱动电路的伺服控制模块之间互相通讯，电流检测模块监测无刷直流电机(4)的输出电流，将其传输给伺服控制模块，伺服控制模块发现其中一路伺服控制驱动电路故障，伺服控制模块将故障信号发送给另两路正常工作的控制驱动通道，并将故障通道进行隔离。
4.根据权利要求3所述的一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，其特征在于:所述的伺服控制模块包括1553模块、DSP控制器和A/D转换模块，1553模块传输指令信号给DSP控制器，电位计采集无刷直流电机(4)的电机位置反馈信号传输给A/D转换模块，A/D转换模块将电机位置反馈信号转换成数字量后传输给DSP控制器，电机位置反馈信号数字量在DSP控制器进行计算，生成PWM脉冲信号和电机转向信号；电流检测模块采集无刷直流电机(4)的电流信号；DSP控制器生成的PWM脉冲信号、电机转向信号与位置脉冲信号共同进入电机驱动模块，控制直流无刷电机(4)工作。
5.根据权利要求4所述的一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，其特征在于:所述的电机驱动模块包括GAL逻辑模块、光耦隔离模块、高压集成驱动模块、MOSFET功率模块，DSP控制器的信号输出端依次与GAL逻辑模块、光耦隔离模块、高压集成驱动模块、MOSFET功率模块连通，MOSFET功率模块与无刷直流电机(4)的控制信号输入端连通，电流检测模块的输出端与伺服控制模块的A/D转换模块连通；GAL逻辑模块将PWM脉冲信号、电机转向信号和霍尔位置脉冲信号经过GAL逻辑运算，光耦隔离模块将逻辑运算后的信号隔离，通过高压集成驱动模块驱动MOSFET功率模块工作，MOSFET功率模块输出三相PWM脉冲控制信号，用于控制直流无刷电机(4)三相功率逆变桥，进而控制直流无刷电机(4)工作。
6.根据权利要求5所述的一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，其特征在于:所述的电机驱动模块的电源输入端与控制电源连通。
7.根据权利要求6所述的一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，其特征在于:所述的电位计的电源输入端与电位计电源连通。
【专利摘要】本发明属于电机驱动控制器，具体公开一种三冗余无刷直流伺服驱动控制器，包括三路并联、分别与无刷直流电机连通的伺服控制驱动电路，三路伺服控制驱动电路之间互相通讯；所述的伺服驱动控制电路包括伺服控制模块、电机驱动模块、电流检测模块、电位计，伺服控制模块的输出端与电机驱动模块的输入端连通，电机驱动模块的输出端与无刷直流电机的三相绕组输出端连通，电流检测模块的输入端与无刷直流电机的检测信号输出端连通，电流检测模块的输出端与伺服控制模块的输入端连通；电位计的输入端与无刷直流电机的位置信号输出端连通，电位计的输出端与伺服控制模块的数字信号输入端连通。该驱动器能实现机电伺服控制的高度集成和冗余设计。
【IPC分类】H02P6-00, H02P6-08, H02P6-16
【公开号】CN104579029
【申请号】CN201310521532
【发明人】冯立墨, 李清, 吴昊, 聂振金, 田胜利
【申请人】北京精密机电控制设备研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月29日