专利名称：具有保护能力的电压驱动控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种电压驱动控制系统及方法，并特别指一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法。
背景技术：
现代工业应用中，一般常以驱动控制器控制一受控体而使受控体达成所需功能，其中受控体接收驱动控制器的驱动信号输出，被称作受控体，并因此进行偏移、摆动、旋转、伸缩或位移等动作。然而，受控体有其特定规格，驱动控制器经使用者操作后的输出不见得能符合这些规格；当不符规格的驱动控制器输出信号输入至受控体时，受控体会发出震动、噪音、失去原有精确度、甚至于损毁。故，这些控制技术的电子设计者必须先清楚了解受控体的规格，之后再配合规格并针对所需。
以今日位移控制技术而言，其精密度要求已达纳米级程度，精密位移马达及压电陶瓷即为这些技术的受控体代表。在以驱动控制器控制此类受控体时，开回路及闭回路技术都是常使用的方式，其中闭回路方式系配合位置感测器将受控体的位移对等的位移信号回授至伺服驱动放大器中，伺服驱动放大器根据位置感测器的输出决定其原本输出的驱动信号所应调整的电位，藉此达到自动控制受控体的功能，并确保精确度及重复性的存在。以压电陶瓷为例，其精密位移特性可应用在各种精密定位技术上，如可用于打印机的喷墨技术及微纳米级检测仪器设备上，其中后者包含微纳米级原子力显微镜、微纳米级位移平台及微纳米级光学检测平台。在进行此类受控体的控制时，达成安全有效的操控及即时保护结果的技术乃是其精密特性及使用寿命的决定因素。
以下将举例说明一电压位移驱动控制装置的驱动控制方式。请参阅图1A及图1B，其分别为一开回路及一闭回路电压位移驱动控制系统10的示意说明图。如图所示，一驱动信号产生装置11及一伺服驱动放大器12，该驱动信号产生装置11(可以是函数波产生器、数字转模拟输出装置、可变调整旋钮)，藉由本身的设定输出一直流的位移控制信号Vin至伺服驱动放大器12中放大K倍，并接着输出一经放大后的位移控制信号Vout至一受控体13，即伺服驱动放大器12控制该受控体13的动作。其中图1B的受控体13经由一位置感测器14得知位移信号，接着位置感测器14产生一回授信号Vfb，该回授信号Vfb被回授至伺服驱动放大器12中，藉以达成自动控制效果。然而，图1B说明的闭回路控制技术仍有其缺点，当该位移控制信号Vin的电位有变动时，不论其是否异常，皆会被放大而被送至受控体13中；若驱动控制信号Vin操控不当，由于无法自由设定限制条件，即便知道受控体的安全操作范围，此类放大器将输出超出受控体13所能容许的驱动变化，如此将使受控体失去原有的精确度，甚或受到损坏。此外，由于位移控制信号Vin为直流信号，故伺服驱动放大器12输出至受控体13的位移控制信号Vout可等效为不同大小的步阶响应变化；当该步阶响应信号Vout的振幅过大或波动幅度过大(非稳态时)或振荡次数(稳态时)过多时，受控体亦不能接受，并将产生噪音甚或遭致破坏。然而，由于这些电压驱动控制系统的开回路及闭回路与驱动控制器的连接已固定，使用者无法在不变更其原有设计下加入保护机制。
在美国专利US 6,396,326中，一闸流体元件的栅极的导通电流被设定以对驱动控制信号加以过电压保护；在美国专利US 5,585,991中，一金氧半场效应晶体管的电压被控制以对驱动控制信号加以过电压保护。该两者虽皆可限制过电压的输出，但其限制范围内的振荡现象都无法被辨知。在中国台湾专利00579123中，驱动控制信号的过电压保护是利用模拟技术及比较器为之，但其限制范围内的振荡现象同样无法被辨知。
因此，驱动控制系统必须有其保护装置或方法的提出，藉以令使用者得在不变更原有的驱动控制器及开闭回路的条件下加入该保护装置及方法，以使振幅过大、波动过大及振荡次数过多等的不当驱动控制信号不被送至受控体，且使用者得在确知不当驱动控制信号存在时被告知，并能针对受控体自行设定实际驱动控制信号的保护范围，更能进行该保护装置的即时监控。
因此，申请人鉴于已知技术中所存在的缺点，经过悉心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终构思出本发明具有保护能力的电压驱动控制系统及方法，其具有符合上述功能的保护装置，并能克服已知技术的缺点。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的即在于提出一种电压驱动控制系统，其能避免具过大振幅的驱动控制信号的输出，以保护受控体。
本发明的另一目的在于提出一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法，其能避免波动过大的驱动控制信号的输出，以保护受控体。
本发明的又一目的在于提出一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法，其能避免振荡次数过多的驱动控制信号的输出，以保护受控体。
本发明的再一目的在于提出一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法，其能在驱动控制信号具有不当驱动信号特征时将不当驱动信号特征显示予使用者，并可将该驱动控制信号输出至一外部装置，以做进一步应用。
本发明的又再一目的在于提出一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法，其能由使用者设定保护参数，并可藉由一电脑传输介面存取与设定这些保护参数。
本发明的又再一目的在于提出一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法，其得以一电脑传输介面提供即时监控信号输出，以供使用者了解该驱动控制信号的内容。
为达上述目的，本发明的一态样即为一种具保护能力的电压驱动控制系统，包含一种具保护能力的电压驱动控制系统，包含一驱动信号产生装置、一伺服驱动放大器、一保护装置、一受控体、一感测器。该驱动信号产生装置接收一电源以产生一驱动信号；该伺服驱动放大器，调整该直流驱动信号成为一经放大驱动讯号；该保护装置包含一信号撷取及调整模组、一信号判断模组及一输出决定模组，其中该信号撷取及调整模组接收并以一特定比例调整该经放大驱动信号，并输出一比例驱动信号；该信号判断模组包含一处理逻辑单元，接收该比例驱动信号，并对该比例驱动信号加以一偏移量以获得一经偏移调整驱动信号，且判断该经偏移驱动信号是否具有多个预设不当驱动信号特征的至少一，并产生多个输出控制信号，其中这些输出控制信号各包含一致能控制信号及一关闭控制信号，并经由该处理逻辑单元输出一最终输出控制信号；而该输出决定模组接收该最终输出控制信号，且在该最终输出控制信号为关闭控制信号时关闭该直流驱动信号，并在该最终输出控制信号为致能控制信号时保持该直流驱动信号；该受控体根据该直流驱动信号执行该直流驱动信号指定的动作，并输出一结果讯号；该感测器接收该受控体输出的结果信号，以输出一回授信号至该伺服驱动放大器，并再得到及输出该经放大驱动讯号。
在一实施例中，该保护装置还包含一状态指示模组及一状态输出模组，用以显示该经偏移直流驱动信号的不当驱动信号特征，以令使用者知悉；并将该具不当驱动信号特征的经偏移直流驱动讯号以数字形式输出，以供进一步的处理或进一步的应用。
在一实施例中，该保护装置还包含一电脑介面，用以与一外部电脑相接，以令使用者得藉该外部电脑输入多个预设参考值，并可进一步利用该电脑监控该保护装置。
本发明的另一态样为一种具保护能力的电压驱动控制方法，用以对一受控体提供保护性的控制，并包含下列步骤发出一直流驱动信号；调整该直流驱动信号；判断该经调整驱动信号是否具有多个预设不当驱动信号特征的至少一，以获得至少一判断结果；依据这些判断结果输出一输出控制信号，该输出控制信号包含一致能控制信号及一关闭控制信号；当该输出控制信号为关闭控制信号时，关闭该直流驱动信号，并在该输出控制信号为关闭控制信号时，保持该直流驱动信号；根据该输出控制信号使该受控体执行该直流驱动信号指定的动作，并输出一结果讯号；调整该受控体的结果信号，以输出一回授信号；并对该回授信号及该直流驱动信号加以运算，以再得到该直流驱动信号。
在一实施例中，该电压驱动控制方法还包含显示该经偏移直流驱动信号的不当驱动信号特征的步骤，以为使用者知悉；并更包含显示该具该预设不当信号特征的经偏移直流驱动信号的步骤。
在一实施例中，该判断该比例驱动信号是否具有多个预设不当驱动信号特征的至少一者的步骤系以比较该直流驱动信号与多组预设参数值的方式达成，该多组预设参数值组藉由使用者输入至该保护装置或一与该保护装置相接的电脑的方式达成。
图1A和1B为已知驱动控制系统的功能方块图。
图2为本发明的电压驱动控制系统的功能方块图。
图3为本发明的电压驱动控制系统的保护装置的功能方块图。
图4为图3的信号判断模组的功能方块图。
图5为图4的组合逻辑的内部功能方块图。
图6为图4的信号判断模组的判断比较方式流程图。
图7为图6中驱动信号的过大振幅判断的示意说明图。
图8为图6中驱动信号的过大波动判断的示意说明图。
图9为图6中驱动信号的振荡次数过多判断的示意说明图。
图10为图9的振荡计数的概念说明图。
图11为图9的振荡判断所配合的可允许差距值的概念说明图。
图12为本发明的具保护能力的电压驱动控制方法的流程图。
图13A、13B和13C为图12流程图的更细部流程图。
具体实施例方式
本发明提出一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法，其将藉由较佳实施例说明如下，然不意味本发明的范围仅限于这些揭示的实施例，熟悉本技术领域者可藉由这些实施例实施本发明，并得藉由本发明的精神推衍出更多其它实施例。
请参阅图2，其为本发明的电压驱动控制系统的功能方块图。如图所示，该电压驱动控制系统20为一闭回路系统，包含一驱动信号产生装置21、一伺服驱动放大器22、一保护装置23、一受控体24及一位置感测器25。驱动信号产生装置21经由调整与设定输出一直流驱动信号Vin至一伺服驱动放大器22中。接着，伺服驱动放大器22对该直流驱动信号Vin以一特定比例调整得一输出讯号Vout1。接着，输出讯号Vout1被输入至保护装置23中，保护装置23再将该输出讯号Vout2输出至该受控体24，藉以控制受控体24的操作，其中该受控体24一般为可进行偏移、摆动、旋转、伸缩或位移等者，该保护装置23的设置位置可不为伺服驱动放大器22及受控体24之间，然仍以设于该处最佳，因如此得不需变更原伺服驱动放大器22的电路设计，其功能则在阻挡不适当的输出驱动讯号Vout1的传送，藉以保护受控体24不受破坏。位置感测器25则自该受控体接收位移变化信号，以输出一回授信号Vfb至伺服驱动放大器，并再得到及输出该位移变化信号。
请参阅图3，其为本发明的电压驱动控制系统的保护装置的功能方块图。如图所示，该保护装置30包含一信号撷取及调整模组31、一信号判断模组32、一信号输出决定模组33。信号撷取及调整模组31以一特定比例撷取驱动放大器所输出的直流准位电压Vout1而成为一比例驱动信号Vina，以为信号判断模组32所处理。信号判断模组32先将该比例驱动信号Vina加以一偏移量，并利用模拟或数字形式对该比例驱动信号Vina加以判别，以识其是否对于受控体为一不当的驱动信号。由于驱动控制器的输出为一直流信号，故输入至信号判断模组32的直流准位电压信号Vina可以等效为一步阶响应信号。一般而言，步阶响应信号包含一暂态部份及一后续的稳态部份，暂态部份若振幅上冲过高方才降下，受控体不能承受，此时该信号被视作振幅过大；暂态部份若信号振幅增加过快，受控制电子装置亦无法承受，此时该信号被认为波动过快；而信号在由暂态部份过渡至稳态部份期间会有振荡，过多的振荡次数不适于受控电子装置，此时该信号被归为振荡次数过多的不适当信号。其中，不适当的驱动信号会使受控电子装置发出噪音、精准度降低、甚或被损坏。接着，信号判断模组32处理过后输出的信号Vinc被当作该信号输出决定模组33的一控制信号，用以控制信号输出决定模组33的开关，以决定是否让输出驱动讯号Vout2经该输出决定模组33传送至受控体上，或阻挡该信号Vout2使不送入受控体上，藉使受控体受到严密保护，其中该信号输出决定模组33具有低导通阻抗及高额定电流的特性。由于可被判知的不当驱动信号特征至少有三种，且在每一种不当驱动信号特征出现时皆须使该输出控制信号为一关闭信号，故此时需以一或逻辑单元执行一逻辑或运算处理工作，即任一种不当驱动信号特征被检知时皆必须关闭该输出决定模组33，其中该或逻辑单元可为一或逻辑门实现，并可设于信号判断模组32中。
此外，保护装置30还可包含一状态显示模组34及一状态输出模组35，其中状态显示模组34能显示不当驱动信号特征，以令使用者确知不当驱动信号特征的发生及其类型；状态输出模组35则用以将该具不当驱动信号特征以数字信号输出至一其它模组或一外部装置(如不当信号处理装置)，做进一步的处理或进一步的应用。此外，信号撷取及调整模组31、信号输出决定模组33可与信号判断模组32、状态显示模组34及状态输出模组35之间以一隔离模组(虚线所示)相隔离，藉以防止受到信号撷取及调整模组31的高压袭击。在一实施例中，该保护装置30可与一外部电脑相接，此时保护装置30包含一电脑介面36，以使该外部电脑得透过电脑介面36对保护装置30进行保护参数的设定及记录，并对驱动信号Vout1及Vout2提供以监控、记录及检视的功能。
请参阅图4，其为图3的信号判断模组的功能方块图，藉之说明信号判断模组对于信号Vina的实际判断过程及方式。由图可知，该信号判断模组40包含一信号调整单元41、一模拟/数字转换单元42、一中央处理单元43、一组合逻辑单元44及一存储单元45。
信号调整单元41对接收图3的信号撷取及调整模组31输出的比例驱动信号Vina加以一偏移量调整(称作经偏移调整信号)，以为后续单元所处理。接着，该经偏移调整信号被送入模拟/数字转换单元42，以将该信号转变为数字信号，并接着直接被送至中央处理单元43处理，或经由组合逻辑单元44再送至中央处理单元43处理，以判断该数字信号是否存有各式样的不当驱动信号特征，此时中央处理单元43系以存储单元45中的软体演算法比较判断，判断比较时需要多组预设参数值，这些预设参数组系由使用者在电压驱动控制进行前任何时候藉由外部电脑经过第三图保护装置30上的电脑介面36输入，并亦储存于存储单元45中，这些判断比较方式则将说明于后文。当中央处理单元43判定该数字信号为具不当驱动信号特征时，随即发出数字命令使组合逻辑单元44中的硬体发出数字驱动信号Vinc通知图3的信号输出决定模组33关闭该Vout1的输出路径，使之无法被输出至受控体上；反之，令组合逻辑单元44中的硬件发出数字驱动信号Vinc通知图3的信号输出决定模组33保持该Vout1的输出路径，使Vout1经过信号输出决定模组33成为Vout2输出至受控体上。
请参阅图5，其为上述组合逻辑的内部功能方块图。如图所示，组合逻辑50包含一命令解码逻辑单元51、一模拟/数字控制逻辑单元52、一讯号调整控制逻辑单元53。此外，组合逻辑44亦可再包含一状态显示逻辑55及一状态输出逻辑56，分别用以执行前文所述的状态显示及状态输出功能。中央处理单元发送命令藉由命令解码逻辑51触发所指定的逻辑动作需求，以控制各逻辑单元52、53、54、55及56。中央处理单元可藉由模拟/数字控制逻辑单元52控制图4模拟/数字转换单元42的设定与资料的读写。中央处理单元可藉由信号调整控制逻辑53来控制图4讯号调整单元41的设定与调整，即可在加入偏移量后使原比例驱动信号Vina有适合的大小而能为后级单元处理。中央处理单元可藉由信号输出致能逻辑54来控制图3讯号输出决定模组33的开关。中央处理单元可藉由状态显示与输出控制逻辑55来控制图3状态显示模组34以显示预设不当驱动讯号特征，并可藉由状态显示逻辑单元55来控制图3状态显示模组34；可藉由与状态输出逻辑单元56来控制图3状态输出模组35以数字形式指示预设不当驱动讯号特征。当图4中央处理单元43藉由模拟/数字转换单元42读取资料时，若判定有一不当驱动讯号特征存在时，中央处理单元43依照前述软体演算法发出多个控制命令至命令解码逻辑单元51解码，解码后即执行对应的控制动作，如发出命令至讯号输出致能逻辑单元54以控制图3的讯号输出决定模组33的开启或关闭状态，并亦可被送至状态显示逻辑55，以利用数字形式显示该经偏移驱动讯号的不当驱动讯号特征，并以状态输出逻辑56对具该不当驱动讯号的经偏移直流驱动讯号特征加以数字输出。
请参阅图6，其为前述软件的判断比较方式的动作流程图，该方法可用于上述驱动电压系统上。如图所示，首先，对该经偏移调整信号与这些预设参数组中的第一组预设参数值比较(S61-1)，该第一组预设参数值可为一预定最大振幅值Set1。接着，判断该经偏移调整信号是否大于该预定最大振幅值(S61-2)；若是，判定该直流驱动信号为一具过大振幅的信号(S61-3)。此一实际比较可由图7说明，其中A代表该经偏移调整信号，当A的振幅值大于预定最大振幅值L时，一脉波信号D出现，即表示过大振幅的出现，其中该第一预定最大振幅值可由使用者设定。
接着，对该经偏移调整信号在多个时间点加以取样，藉以求出该信号的振幅的变化率(S62-1)，并接着对该变化率及一第二组预设参数值Set2加以比较并做比较判断(S62-2)；当该变化率大于该第二组预设参数值Set2时，判定该经偏移调整信号有过快的振幅波动(S62-3)，其中该多个时间点可为两时间点，如此能缩短取样所需时间。此一实际比较可由图8说明，其中A代表经偏移调整信号，T1代表一第一取样时间，T2代表第二取样时间，H1代表T1时间所取样得的振幅值，而H2则代表T2时间所取样得的振幅值。
接着，产生一参考信号(S63-1)，其可为该经偏移调整信号的一经低通滤波信号。接着，比较该经偏移调整信号及该参考信号并对该比较结果进行判断(S63-2)，其中并考虑一可允许差值。当该参考信号的振幅大于该经低通滤波信号的振幅每超过该差距值一次，即计数一次(S63-3)；接着，判断计数值是否已大于一预定计数值(S63-4)，若是则该经偏移调整信号被判定为具过多振荡次数(S63-5)，其中该经低通滤波信号及该可允许差距值在此被称作一第三组预设参数值。此一实际比较可由图9及图10说明，其中A代表经偏移调整信号，B代表A的经低通滤波信号，C则代表计数脉波，offset代表可允许差距值，每当B变为大于A超过该差距值offset时，计数动作进行一次，即计数次数增加一，其计数概念说明则可见于图11，其中计数的进行是以低电位为主动电位，但不限定以低电位设计，差距值offset的设定目的在于使A的可允许振幅振荡不会在B一大于A时即被计数(可参见图10的说明)，即不被判定为不适为受控体所接收，只有在B大于A加上该差距值offset时方才被计数。
最后，对步骤S61-3、S62-3及S63-5的结果加以或逻辑处理(S64)；若该或逻辑处理结果为真，则判定该经偏移直流驱动信号为一具不当驱动信号特征的信号(S65)；若该或逻辑处理结果不为真，则判定该经偏移直流驱动信号为一正常信号(S66)。
此外，上述判断比较方式不仅可用软件执行，亦可改以硬件或硬件与软件配合的方式为之。例如，上述的取样步骤得以一取样电路执行，并得配以一取样频率调整电路进行；过大振幅的检测步骤得以一过电压检测电路执行；振幅及经低通滤波讯号与预设参数值的比较得以一比较器为之。然而，以硬件电路执行时，整个讯号输出判断模组便不能再加更新，以软件方式为之则可自由更新，故具有较大的设计弹性。此外，由于软件方式的执行速度较硬件方式为快，故可利用中央处理单元将判断结果经由电脑介面迅速传送至电脑中，以达即时间监控的效果。此外，前述数字电路方式亦可以模拟方式取代，如此得得节省模拟/数字转换元件及数字/模拟转换元件的使用，仅需以逻辑元件及模拟元件即可达成判断比较的目的，如此可降低电子元件成本，但此设计无法将所监测的讯号传送至外部以供使用者得知结果，其预设参数组也无法经由电脑介面进行设定。此外，该判断比较方式亦可以模拟电路与数字电路联合达成，即利用模拟/数字转换元件、数字/模拟转换元件及模拟与数字混合讯号元件达成该判断比较功能，但由于不具备中央处理器或运算处理器，故虽预设参数组可经由电脑传输介面进行设定，但模拟方式执行的判断比较方式使得讯号判断比较所用的演算法无法弹性改变或更新，在回传监测讯号至电脑的即时性也较差。综观上述讨论，讯号判断模组中仍以采用软件方式执行讯号判断比较功能为最佳。
现请参阅图12，其为说明本发明的具保护能力的电压驱动控制方法的流程图，该方法用于类似上述的电压驱动控制系统上，用以藉一驱动控制器对一受控体提供保护性的控制效果。
如图12所示，本发明的具保护能力的电压驱动控制方法的执行程序如下所述。首先，发出一直流驱动信号(S121)，该直流驱动信号是由驱动信号产生装置所发出(可以是函数波产生器、数字转模拟输出装置、可变调整旋钮)，藉由本身的设定而发出。接着，调整该直流驱动信号(S122)，以使其电位合于后续的配合硬件所接收处理。接着，判断该经偏移调整直流驱动信号是否具有多个预设不当驱动信号特征的至少一，以获得至少一判断结果(S123)。接着，依据这些判断结果输出一输出控制信号(S124)，其中该输出控制信号包含一致能控制信号及一关闭控制信号。接着，在该输出控制信号为关闭控制信号时，关闭该经偏移直流驱动信号；并在该输出控制信号为致能控制信号时，保持该经偏移直流驱动信号(S125)。其后，根据该输出控制信号使该受控体执行该经偏移直流驱动信号指定的动作(S126)，即以该输出控信号达成对受控体的控制功能。其后，对接收自该受控体的经偏移直流驱动信号加以调整，以输出一回授信号(S127)。接着，对该回授信号及该直流驱动信号加以运算以再得到该直流驱动信号(S128)，即利用该回授信号修正原直流驱动信号的误差，并因此达成自动控制功能。
此外，在输出该输出控制信号步骤后亦可对该经偏移调整直流驱动信号的不当驱动信号特征加以显示，亦可再将该具不当驱动信号特征输出至一外部装置(如外部控制电源、辅助对应动作电路)以供应用，或将之输出至一其它模组(如一不当状态处理模组)以供进一步处理。此外，该方法可更对一发出该直流驱动信号的对应模组加以隔离，以避免执行其它步骤的对应模组受到该直流驱动信号模组的高压袭击。同样地，上述经偏移调整信号的产生可为先产生该直流讯动信号的一比例信号后再对该比例信号加以一偏移量的方式产生，以使该经偏移调整信号能更实际以硬件产生，此概念可参考前述电压驱动控制系统的说明而得知。
在其它较佳实施例中，使用者可在电压驱动控制前的任何时候输入多组预设参数值，其中该多个预设不当驱动信号征各对应该多个预设参数值中的一组。上述判断该经偏移调整直流驱动信号是否具有至少该不当驱动信号特征步骤S123是以比较该多个驱动信号特征与多组预设参数值的方式达成。上述输出该输出控制信号的步骤S124系以对这些判断结果加以或逻辑处理的方式为之，如此方能输出该输出控制信号。上述多个预设不当驱动信号特征分别为第一、第二及第三不当驱动信号特征，该多个输出控制信号分别为第一、第二及第三输出控制信号，且该第一输出控制信号对应一第一组预设参数值，该第二输出控制信号对应一第二组预设参数值，而该第三输出控制信号对应一第三组预设参数值。该第一组预设参数值为一直流电位值，第二组预设参数值为一差距值，而该第三组预设参数值为一次数值及一门槛值。此外，上述第一、第二及第三不当驱动信号特征分别为过大振幅、过快波动及过多振荡次数。
请参阅图13A、13B、13C，用以对图12的判断该经偏移调整直流驱动信号是否存有过大振幅、过快波动及过多振荡次数的步骤S123详加说明。其中，判断该经偏移调整直流驱动信号是否具有该过大振幅的步骤以下列步骤达成比较该经偏移调整直流驱动信号与该第一组预设参数值，以获得一第一比较结果(S131-1)；并根据该第一比较结果判断该经偏移调整直流驱动信号是否具有过大振幅(S131-2)，接着判定该经偏移调整直流驱动信号为不当驱动信号(S131-3)。判断该经偏移调整直流驱动信号是否具有过快波动的步骤系以下列步骤达成在多个时间点上取样该经偏移调整直流驱动信号，以获得多个取样值(S132-1)；根据该多个取样值计算一斜率值(S132-2)；比较该斜率值与该第一预设参数值，以获得一第二比较结果(S132-3)；并根据该比较结果判断该经偏移调整直流驱动信号是否具有该过快波动(S132-4)；若是，则判定该经偏移调整直流驱动信号为不当驱动信号(S132-5)。判断该经偏移调整直流驱动信号是否具有过多振荡次数的步骤则是以下列步骤达成建立一参考信号(S133-1)；根据一门槛值比较该经驱动直流驱动信号及该参考信号，以获得一第三比较结果(S133-2)；根据该第三比较结果计数该振荡次数(S133-3)；并比较该振荡次数与一最大可允许次数值(S133-4)；接着，判断该振荡次数是否大于该最大可允许次数值(S133-5)；若是，则判定该经偏移调整直流驱动信号为不当驱动信号(S133-6)。其中，该建立该参考信号步骤S133-1可以对该经偏移调整直流驱动信号加以滤波的方式达成，该滤波方式可为低通滤波方式。上述中，该第一组预设参数值为一预设最大振幅值，第二组预设参数值为一最大可允许斜率值，而该第三组预设参数值为该最大可允许次数值及该门槛值。同样地，上述经偏移调整信号的产生可为先产生该直流讯动信号的一比例信号后再对该比例信号加以一偏移量的方式产生，以使该经偏移调整信号能更实际以硬件产生，此概念可参考前述电压驱动控制系统的说明而得知。
藉由上述说明可知，本发明的电压驱动控制系统及方法能够同时对具过大振幅、过快波动及过多振荡次数等的不当电压驱动信号加以检测并关闭，使其不被输入至受控体上而造成损坏。较诸已知技术仅得防止过大振幅的电压驱动信号对受控体的破坏，本发明的电压驱动控制系统及方法确实能侦检出各式样的不当电压驱动信号，并能实际有效防止其造成受控体的破坏。不单如此，不当的驱动信号还可显示予使用者使其知悉，并能输出以做进一步处理或应用，而外部电脑的同时使用能令电压驱动控制受到即时监控，并使电压驱动控制的进行受到记录。
本发明得由熟悉本技术领域者任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请范围所欲保护范围。举例而言，本发明中的保护装置可设于受控体及电压驱动控制器之间以外的位置，其位置对应的保护装置设计可轻易藉由上述实施例的技术原理实现。
权利要求
1.一种具保护能力的电压驱动控制系统，包含一驱动信号产生装置，接收一电源以产生一驱动信号；一伺服驱动放大器，调整该驱动信号成为一经放大驱动讯号；一保护装置，包含一信号撷取及调整模组，接收并以一特定比例调整该经放大驱动信号，并输出一比例驱动信号；一信号判断模组，包含一处理逻辑单元，接收该比例驱动信号，并对该比例驱动信号加以一偏移量以获得一经偏移调整驱动信号，且判断该经偏移调整信号是否具有多个预设不当驱动信号特征的至少一，并产生多个输出控制信号，其中这些输出控制信号各包含一致能控制信号及一关闭控制信号，并经由该处理逻辑单元输出一最终输出控制信号；及一输出决定模组，接收该最终输出控制信号及该经放大驱动信号，且在该最终输出控制信号为关闭控制信号时关闭该经放大驱动信号，并在该最终输出控制信号为致能控制信号时保持该经放大驱动信号；一受控体，根据该经放大驱动信号执行该放大直流驱动信号指定的动作，并输出一结果讯号；及一感测器，接收该受控体输出的结果信号，以输出一回授信号至该伺服驱动放大器，该伺服驱动放大器再利用该回授信号得到并输出该经放大驱动信号。
2.如权利要求1所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，该信号判断模组包含一信号调整单元，用以输出该经偏移驱动讯号；一模拟/数字转换单元，用以将该经偏移驱动讯号转换成一数字讯号；一中央处理单元，接收该数字讯号以发出至少一命令讯号；及一组合逻辑单元，接收该至少一命令讯号，并根据该命令讯号输出该最终控制讯号。
3.如权利要求2所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，该组合逻辑单元包含一命令解码逻辑单元，用以对该多个命令加以解码，以得到对应之；一模拟/数字转换器读写控制逻辑单元，用以根据该多个经解码命令的至少一者转换该信号撷取模组输出的比例调整直流驱动信号为一对应数字信号，以为中央处理单元所处理；一信号调整控制逻辑单元，用以根据该多个经解码命令的至少一者控制该信号调整模组的动作；及一信号输出致能逻辑单元，用以根据该多个经解码命令的至少一者控制该信号输出致能模组。
4.如权利要求1所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，该处理逻辑单元为一或处理逻辑单元组合逻辑单元。
5.如权利要求1所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，还包含一状态显示模组，以显示该多个预设不当驱动信号特征，以为使用者所知；及/或一状态输出模组，以输出该具不当驱动信号特征的经偏移直流驱动信号至一外部装置，以供进一步应用。
6.如权利要求1至5之一所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，还包含一状态显示逻辑单元及一状态输出逻辑单元，其中该状态显示逻辑单元根据该中央处理单元对该经偏移驱动信号的判断结果驱动该状态显示模组显示被判断为不当的驱动信号特征；该状态输出逻辑单元则在该中央处理单元判断该多个预设不当驱动信号特征的至少一者存在时驱动该状态输出模组输出该经偏移直流驱动信号。
7.如权利要求1所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，还包含一电脑，与该信号判断模组相接，用以监控、检视、记录该保护装置的运作，而该组合逻辑单元可还包含一存储单元，用以储存多个预设参数值，以为该信号输出判断模组判断该经偏移直流驱动信号是否具有该多个预设不当驱动信号特征的至少一的参考值，其中该多个预设参数值由使用者输入至该保护装置的存储单元中；该多个预设参数值由使用者输入至该电脑上，该电脑并将这些预设参数值传送至该保护装置的存储单元中；及/或该多个预设不当驱动信号特征为第一、第二及第三不当驱动信号特征，该输出控制信号分别为第一、第二及第三输出控制信号，而该第一、第二及第三不当驱动信号特征可分别为过大振幅、过大波动及过多振荡次数。
8.如权利要求1所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，还包含一隔离模组，用以使输出决定模组、信号判断模组、状态显示模组及状态输出模组及该信号撷取及调整模组隔离，以避免受到该信号撷取及调整模组的高压袭击。
9.如权利要求1所述的具保护能力的电压驱动控制系统，其特征在于，该电源为交流电源及直流电源之一；及/或该感测器的增益为1。
10.一种具保护能力的电压驱动控制方法，用以对一受控体提供保护性的控制，并包含下列步骤发出一直流驱动信号；调整该直流驱动信号为一经调整驱动信号；判断该经调整驱动信号是否具有多个预设不当驱动信号特征的至少一者，以获得至少一判断结果；依据这些判断结果输出一输出控制信号，该输出控制信号包含一致能控制信号及一关闭控制信号；当该输出控制信号为关闭控制信号时，关闭该直流驱动信号，并在该输出控制信号为该致能控制信号时，保持该直流驱动信号；根据该输出控制信号使该受控体执行该直流驱动信号指定的动作，并输出一结果讯号；调整送至该受控体的直流驱动信号，以输出一回授信号；及对该直流驱动信号及该回授信号加以运算，以再得到并输出该直流驱动信号。
11.如权利要求10所述的具保护能力的电压驱动控制方法，其特征在于，还在该发出该直流驱动信号步骤之前包含下列步骤接收一电源电压；及放大该电源电压为一经放大驱动信号，并以该经放大驱动信号为该直流驱动信号，而该电源电压可为交流电压及直流电压之一。
12.如权利要求10所述的具保护能力的电压驱动控制方法，其特征在于，还包含下列步骤输入多组预设参数值，其中该多个预定不当驱动信号征各对应该多组预设参数值中之一，其中该电压驱动控制方法还包含下列步骤利用一执行该判断的装置输入该多组预设参数值；或利用一电脑输入该多组预设参数值，而该电压驱动控制方法可还包含下列步骤利用该电脑监控该判断、输出、关闭及保持步骤的进行。
13.如权利要求10或12所述的具保护能力电压驱动控制方法，其特征在于，该调整该直流驱动信号的步骤包含下列步骤以一特定比例调整该直流驱动信号，以得到一比例驱动信号；及对该比例驱动信号加以一偏移量，以得到该经调整驱动信号，其中该判断该经调整驱动信号是否具有至少该不当驱动信号特征步骤包含下列步骤比较该经调整驱动信号与该多组预设参数值；或该依据这些判断结果输出该输出控制信号步骤包含下列步骤或逻辑处理这些判断结果，以输出该输出控制信号，其中该多个预设不当驱动信号特征可分别为第一、第二及第三不当驱动信号特征，该多个输出控制信号分别为第一、第二及第三输出控制信号，其中该第一输出控制信号可对应一第一组预设参数值，该第二输出控制信号可对应一第二组预设参数值，而该第三输出控制信号可对应一第三组预设参数值，其中该第一、第二及第三不当驱动信号特征可分别为过大振幅、过大波动及过多振荡次数。
14.如权利要求13所述的具保护能力的电压驱动控制方法，其特征在于，该判断该比例驱动信号是否具有该过大振幅的步骤包含下列步骤比较该经调整驱动信号与该第一组预设参数值，以获得一第一比较结果；及根据该第一比较结果判断该经调整驱动信号是否具有该过大振幅，其中该判断该经调整驱动信号是否具有该过大波动的步骤包含下列步骤在多个时间点上取样该比例驱动信号，以获得多个取样值；根据该多个取样值计算一斜率值；比较该斜率值与该第二预设参数组，以获得一第二比较结果；及根据该第二比较结果判断该经调整驱动信号是否具有该过大波动。
15.如权利要求13所述的具保护能力的电压驱动控制方法，其特征在于，该判断该经调整驱动信号是否具有该过多振荡次数步骤包含下列步骤建立一参考信号；根据一门槛值比较该比例驱动信号及该参考信号，以获得一第三比较结果；根据该第三比较结果计数该振荡次数；及比较该振荡次数与一最大可允许次数值，其中该建立该参考信号步骤包含下列步骤滤波该经调整驱动信号，以获得该参考信号；该滤波该经调整驱动信号步骤包含低通滤波该经调整驱动信号，以获得该参考信号；该第一组预设参数值为一预设最大振幅值，第二组预设参数值为一最大可允许斜率值，而该第三组预设参数值为该最大可允许次数值及该门槛值；及/或该计数该振荡次数的步骤包含下列步骤利用该第三比较结果触发一计数器计数该振荡次数。
16.如权利要求13所述的具保护能力的电压驱动控制方法，其特征在于，还在该输出该输出控制信号步骤后包含下列步骤显示该经调整驱动信号的不当驱动信号特征。
17.如权利要求13所述的具保护能力的电压驱动控制方法，其特征在于，还在该输出该输出控制信号步骤前或后包含下列步骤输出该具不当驱动信号特征的经调整驱动信号，以供进一步处理。
18.如权利要求10所述的具保护能力的电压驱动控制方法，其特征在于，还在该输出该输出控制信号步骤前或后包含下列步骤显示该经调整驱动信号的不当驱动信号特征，以供使用者知悉；及/或该方法还包含下列步骤隔离该直流驱动信号的产生模组，以避免该判断该经调整直流驱动信号是否具有多个预设不当驱动信号特征的至少一之外的其它步骤的执行模组受到高压袭击。
全文摘要
本发明揭示一种具保护能力的电压驱动控制系统及方法，其中一保护装置或机制提供于一驱动放大器及一受控体之间，用以阻挡具不当驱动信号特征的驱动信号，使该受控体不受破坏。
文档编号H02P6/16GK1991658SQ20051000335
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者黄琼辉, 张中柱, 高清芬, 童启弘, 张乐融 申请人:财团法人工业技术研究院