申请/专利权人：珠海格力电器股份有限公司

申请日：2018-09-25

公开（公告）日：2020-11-27

公开（公告）号：CN109032044B

主分类号：G05B19/042(20060101)

分类号：G05B19/042(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.27#授权;2019.01.11#实质审查的生效;2018.12.18#公开

摘要：提供了一种控制系统及设备，包括：运动控制器，用于运行操作系统；伺服驱动器，用于对待控制设备的驱动机构进行控制；以及，内存模块，分别与所述运动控制器以及所述伺服驱动器连接；所述运动控制器和所述伺服驱动器均能读取和写入所述内存模块的存储区，以此在所述运动控制器和所述伺服驱动器之间进行数据交互。

主权项：1.一种控制系统，其特征在于，包括：运动控制器，用于运行操作系统；伺服驱动器，用于对待控制设备的驱动机构进行控制；以及，内存模块，分别与所述运动控制器以及所述伺服驱动器连接；所述运动控制器和所述伺服驱动器均能读取和写入所述内存模块的存储区，以此在所述运动控制器和所述伺服驱动器之间进行数据交互；所述控制系统还包括功率放大器以及输入输出板，所述功率放大器连接于所述内存模块和伺服电机之间，对所述内存模块输出至所述伺服电机的信号进行放大；所述内存模块对控制指令进行电流环计算，并将计算结果转换为脉冲宽度调制信号，输入至功率放大器；所述输入输出板包括微处理器，所述输入输出板与所述内存模块耦接，所述输入输出板用于接收指令，所述输入输出板用于输出所述内存模块输出的信号；所述内存模块还包括内存管理单元，所述运动控制器和所述伺服驱动器通过所述内存管理单元与所述内存模块的存储区建立映射；通过所述内存管理单元在所述内存模块的存储区形成多个分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输出端均耦接至不同发出分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输入端均耦接至不同的接收分区，不同器件同时对所述内存模块的存储分区进行读取和写入，不同器件相应存储分区的权限均有区别，实时地数据交互。

全文数据：控制系统及设备技术领域[0001]本发明涉及控制领域，具体而言，涉及一种控制系统以及设备。背景技术[0002]目前，工业自动化设备中，对于现场总线的需求越来越频繁，对于总线的功能和性能也要求越来越高。[0003]传统的工业现场总线，如RS485，CAN等总线，相对于目前的信息化背景下，可以认为是传输速率低且传输数据量小。特别是在远距离传输时更加的需要降低速率来保障传输的可靠性，否者需要额外增加中继器来减小信号的衰减以及提高传输速率，这样一来，便增加了布线难度和繁琐程度，使得成本更高。发明内容[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种高集成化，且数据交互速度快的控制系统以及设备。[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种控制系统，包括：[0006]运动控制器，用于运行操作系统；[0007]伺服驱动器，用于对待控制设备的驱动机构进行控制；以及，[0008]内存模块，分别与所述运动控制器以及所述伺服驱动器连接；[0009]所述运动控制器和所述伺服驱动器均能读取和写入所述内存模块的存储区，以此在所述运动控制器和所述伺服驱动器之间进行数据交互。[0010]根据本申请的一实施例，所述内存模块包括内存管理单元，所述运动控制器和所述伺服驱动器通过所述内存管理单元与所述内存模块的存储区建立映射。[0011]根据本申请的一实施例，通过所述内存管理单元在所述内存模块的存储区形成多个分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输出端均耦接至不同发出分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输入端均耦接至不同的接收分区。[0012]根据本申请的一实施例，所述驱动机构包括:伺服电机，与所述内存模块耦接，用于依据接收的来自内存模块发送的控制信号驱动所述待控制设备的执行机构。[0013]根据本申请的一实施例，所述控制系统还包括:功率放大器，连接于所述内存模块和所述伺服电机之间，对所述内存模块输出至所述伺服电机的信号进行放大。[0014]根据本申请的一实施例，所述控制系统还包括:编码器，与所述内存模块耦接，用于采集所述伺服电机的轴位置信号，将所述轴位置信号发送至所述内存模块。[0015]根据本申请的一实施例，所述控制系统还包括:电流和电压采集电路，与所述内存模块耦接，用于采集所述伺服电机的轴电流信号，并将所述轴电流信号发送至所述内存模块，以及采集直流母线上的电压信号。[0016]根据本申请的一实施例，所述控制系统还包括:输入输出10板，与所述内存模块耦接。[0017]第二方面，本申请实施例提供了一种设备，包括如前所述的控制系统。[0018]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：[0019]本申请实施例提供的该控制系统，以共享内存的方式进行数据交互，相比其他几种方式有着更方便的数据控制能力，数据在读写过程中会更透明。当成功导入一块共享内存后，它只是相当于一个字符串指针来指向一块内存，在当前进程下用户可以随意的访问。缺点是，数据写入进程或数据读出进程中，需要附加的数据结构控制。[0020]当前工业设备更加趋向于集成化与小型华，将伺服驱动器与运动控制器的控制部分进行集成不仅可以提高装配生产效率，降低成本，实现驱控一体的效果•核心板卡可升级为多核进行运算和处理，对功能进行划分，进行运动控制数据处理的CRJ与实现驱动数据处理的CPU则使用共享内存的方式进行数据传输。附图说明[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0023]图1为本申请实施例的结构示意图。具体实施方式[0024]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。[0025]实施例1[0026]本实施例提供一种控制系统，该控制系统可以为任意电子设备中的控制系统，例如，可以为空调的控制系统，但不限于此。图1是根据本发明实施例的一种控制系统的结构示意图。如图1所示，该控制系统，包括:控制器1和内存模块11;[0027]控制器1包括;用于运行操作系统的运动控制器12;用于对待控制设备的驱动机构进行控制的伺服驱动器13;运动控制器12和伺服驱动器13共用至少一个输入接口14和至少一个输出接口15;且运动控制器12和伺服驱动器13共享内存模块11提供的存储资源。运动控制器12和所述伺服驱动器13均能读取和写入所述内存模块11的存储区，以此在所述运动控制器12和所述伺服驱动器13之间实现芯片级的数据交互。[0028]可选地，输入接口和输出接口可以表现为引脚的形式，但不限于此。[0029]控制芯片与可编程逻辑门阵列之间的共享内存可以通过外部存储器接口（EMIF或PCIe接口实现。[0030]另一种实施列中，所述内存模块11还包括内存管理单元，内存管理单元比如采用MMUMemoryManagementUnit，MMU可以是用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路，同时也负责虚拟地址映射为物理地址，以及提供硬件机制的内存访问授权。所述运动控制器12和所述伺服驱动器13可通过所述内存管理单元与所述内存模块11的存储区建立吹荆'。可通过所述内存管理单元在所述内存模块11的存储区形成多个分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输出端均耦接至不同发出分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输入端均耦接至不同的接收分区。如此，在多个不同的分区上实现发送与接收，不同f件可以同时对所述内存模块11的存储区进行读取和写入，只需要对权限进行区分即可，能够达成实时地数据交互，而不需要频繁修改和调整映射关系和权限。[0031]以空调的控制系统为例，可将机空调的系统控制、驱动控制集成在一个芯片组上，其中双ARM相当于运动控制器12作为系统控制，DSP1相当于伺服驱动器13作为运动控制，其内部使用共享内存的形式达到各控制模块的高度融合，该集成度很高、通讯可靠性可以达到芯片级。[0032]在一个可选实施例中，控制器1包含至少1个ARM核（相当于运动控制器12和1个DSP核（相当于伺服驱动器13，优选2个ARM核相当于运动控制器1和1个DSP核相当于伺服驱动器13，其中ARM核可运行操作系统，参与运行模式，智能控制等运算，其中DSP作为运动控制计算。[0033]可选地，内存模块11可包括:FPGA。[0034]驱动机构14包括:伺服电机，与内存模块11耦接，用于依据接收来自内存模块11发送的控制信号驱动待控制设备的执行机构。[0035]在一个可选实施例中，为了避免控制信号能够稳定的实现对驱动机构的控制，控制系统中还可以包括:功率放大器，分别与内存模块和伺服电机即驱动机拗连接，用于对内存模块11输出至伺服电机的信号进行放大。其中，该内存模块11输出的信号为依据控制器1中的控制器的控制指令产生的，其过程可以表现为以下过程:对来自控制芯片的控制指令执行识别，并转换为驱动机构可以识别的信号，例如，内存模块对上述控制指令进行电流环计算，并将计算结果转换为脉冲宽度调制PWM信号，输入至功率放大器16，从而实现对驱动机构的控制。[0036]其中，功率放大器中可以包括智能功率模块，用于驱动各轴伺服电机。其中，智能功率模块IPM是一种先进的功率开关器件，具有GTR大功率晶体管高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点，以及M0SFET场效应晶体管高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点，其一般由高速、低功率的IGBT芯片和优选的门级驱动及保护电路构成，其中，IGBT是GTR和M0SFET的复合，由M0SFET驱动GTR。[0037]控制系统中还可以包括:编码器，与内存模块11耦接，用于采集伺服电机的轴位置信号，将轴位置信号发送至内存模块11。其中，编码器为将信号或数据进行编制、转换为可以用于通信、传输和存储的信号形式的设备。例如，编码器把角位移或直线位移转换为电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。[0038]可选地，编码器可以为设置在伺服电机上的编码器。[0039]在一个可选实施例中，控制系统还可以包括：电流和电压采集电路，与内存模块i丄耦接，用于采集伺服电机的轴电流信号，并将轴电流信号发送至内存模块。电流和电压采集电路包括但不限于模数转换器，其可以采集电机的三相电流信号，该电流和电压采集电路采集的电流信号可以包括但不限于各个电机中共直流母线的电流信号，也可以包括各个电机中分别对应的母线的电流信号。在一个可选实施例中，电流和电压采集电路用于采集各轴相电流优选每个轴的U、v相电流或直流母线电压。[0040]上述控制系统还可以包括:输入输出板，与内存模块11耦接。输入输出板可以用于接收指令，也可以输出内存模块11输出的信号。输入输出板中包括但不限于:微处理器，优选32位单片机，这样可以降低成本。[0041]需要说明的是，本实施例中提供的控制器，为一个电子元器件或电子设备，即其可以表现为芯片的形式，也可以表现为非芯片的形式。[0042]实施例2[0043]本实施例提供一种设备，包括:控制系统，该控制系统的具体实现方式可以参加实施例1中的相关描述，此处不再赘述。[0044]需要说明的是，本实施例提供的控制芯片的优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。[0045]上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。[0046]在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。[0047]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。[0048]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。[0049]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。[0050]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备可为个人计算机、服务器或者网络设备等执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器®0M，Read-0nlyMemory、随机存取存储器RAM，RandomAccessMemory、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

权利要求：1.一种控制系统，其特征在于，包括：运动控制器，用于运行操作系统；伺服驱动器，用于对待控制设备的驱动机构进行控制；以及，内存模块，分别与所述运动控制器以及所述伺服驱动器连接；所述运动控制器和所述伺服驱动器均能读取和写入所述内存模块的存储区，以此在所述运动控制器和所述伺服驱动器之间进行数据交互。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述内存模块还包括内存管理单元，所述运动控制器和所述伺服驱动器通过所述内存管理单元与所述内存模块的存储区建立映射。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，通过所述内存管理单元在所述内存模块的存储区形成多个分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输出端均耦接至不同发出分区，所述运动控制器和所述伺服驱动器的数据输入端均耦接至不同的接收分区。4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述驱动机构包括:伺服电机，与所述内存模块耦接，用于依据接收的来自内存模块发送的控制信号驱动所述待控制设备的执行机构。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括:功率放大器，连接于所述内存模块和所述伺服电机之间，对所述内存模块输出至所述伺服电机的信号进行放大。6.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：编码器，与所述内存模块糊接，用于米集所述伺服电机的轴位置信号，将所述轴位置信号发送至所述内存模块。7.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：电流和电压采集电路，与所述内存模块耦接，用于采集所述伺服电机的轴电流信号，并将所述轴电流信号发送至所述内存模块，以及采集直流母线上的电压信号。8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括:输入输出10板，与所述内存模块耦接。9.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的控制系统。

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