CN102624329A - 转速动态调节方法、相应的设备和系统及物理层接口 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种转速动态调节方法，还提供了相应的设备和系统及物理层接口。本发明工控机通过辅助串行通讯总线以及模拟信号线与驱动器连接，工控机通过模拟信号线向所述驱动器发送模拟量信号，模拟量信号与驱动器转速指令具有映射关系，当工控机更改模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数时，工控机通过辅助串行通讯总线向驱动器发送所述映射参数；驱动器更新映射参数并反馈更新成功信息给工控机，工控机根据更改后的映射参数调节模拟量信号。借此，本发明能够提高同等扰动环境下的信号精度，从而可改善电机低速运行时的控制精度。

Description

转速动态调节方法、相应的设备和系统及物理层接口

技术领域

本发明涉及机械自动化技术领域，特别是涉及一种转速动态调节方法、相应的设备和系统及物理层接口。

背景技术

目前常见的驱动器转速控制指令接口，均采用模拟量信号接口，即上位机通过发送一模拟量信号来线性地控制伺服电机的转速。上位机通过一个数模转换模块将数字指令信号转化为模拟指令信号，该指令通过导线传递到驱动器，再通过驱动器中的模数转换模块，将模拟指令信号转换为数字指令信号。

驱动器工作在模拟量信号控制时，模拟量信号的电压范围会对应最大控制指令，例如，模拟量信号的电压范围(-10V～+10V)对应控制指令(-3000rpm～3000rpm)，那么-10V对应的是-3000rpm，+10V对应的是3000rpm；且电压范围和控制指令范围二者为线性比例关系。但是在大部分时间，驱动器是工作在小电压信号控制的情况下，即较低速运转的情况下，而外界扰动的存在导致信号的精度变差，从而影响控制精度和加工生产。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种转速动态调节方法，能够提高同等扰动环境下的信号精度，从而可改善电机低速运行时的控制精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种转速动态调节方法，工控机通过总线状态选择线、辅助串行通讯总线以及模拟信号线与驱动器连接，工控机向所述驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系，该方法包括：

当工控机更改模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数时，将总线状态选择线的工作状态从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，并通过辅助串行通讯总线向驱动器发送所述映射参数；

所述驱动器接收所述映射参数并进行校验，校验成功后更新所述映射参数并反馈给所述工控机，校验失败则所述工控机重新发送映射参数；

所述工控机根据所述映射参数调节模拟量信号，并将所述总线状态选择线的工作状态从参数调节状态切换回模拟量信号有效状态。

进一步的，预先为所述总线状态选择线设置第一电平对应模拟量信号有效状态，第二电平对应映射参数调节状态；

当所述工控机更改映射参数时，所述工控机将所述总线状态选择线电压设为第二电平，当所述工控机完成所述映射参数更改后，将所述总线状态选择线电压设为第一电平。

进一步的，当工控机将所述总线状态选择线电压设为第二电平后还包括：

所述工控机根据预先设置的第一时间值进行延时；

所述驱动器根据监测到总线状态选择线的电压判断是否进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第二电平的时间大于或等于所述第一时间值则进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第二电平的时间小于所述第一时间值则识别为扰动信号。

进一步的，当工控机将所述总线状态选择线电压设为第一电平之后还包括：

所述工控机根据预先设置的第二时间值进行延时；

所述驱动器根据监测到总线状态选择线的电压是否进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平的时间大于或等于所述第二时间值则进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平时间小于所述第二时间值则识别为扰动信号。

进一步的，第一时间值与第二时间值的总和大于等于0.05毫秒且小于等于1毫秒。

进一步的，所述总线状态选择线的工作状态从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态时，所述驱动器停止对模拟信号的采样，并保持现有驱动器转速指令不变。

一种转速动态调节系统，包括工控机、驱动器以及连接所述工控机和所述驱动器的物理层接口，

所述物理层接口包括：模拟信号线，用于所述工控机向所述驱动器传输模拟量信号；辅助串行通讯总线，用于传输所述模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数；总线状态选择线，用于选择当前总线工作状态为模拟量信号有效状态或参数调节状态；

所述工控机用于更改模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数时，将总线状态选择线的工作状态从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，并通过辅助串行通讯总线向驱动器发送所述模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数，或者所述工控机接收到所述驱动器的校验成功指令后根据所述映射参数调节模拟量信号，并将所述总线状态选择线的工作状态从参数调节状态切换回模拟量信号有效状态；

所述驱动器用于接收所述映射参数并进行校验，校验成功后更新所述指令增益并反馈给所述工控机，校验失败则所述工控机重新发送所述映射参数。

进一步的，所述工控机预先为所述总线状态选择线设置第一电平对应模拟量信号有效状态，第二电平对应参数调节状态；

当所述工控机更改所述映射参数时，所述工控机将所述总线状态选择线电压设为第二电平，当所述工控机完成所述映射参数更改后，将所述总线状态选择线电压设为第一电平。

进一步的，工控机还用于将所述总线状态选择线电压设为第二电平后根据预先设置的第一时间值进行延时；

驱动器还用于根据监测到总线状态选择线的电压判断是否为进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第二电平的时间大于或等于所述第一时间值则进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第二电平的时间小于所述第一时间值则识别为扰动信号。

进一步的，工控机还用于将所述总线状态选择线电压设为第一电平之后根据预先设置的第二时间值进行延时；

驱动器还用于根据监测到总线状态选择线的电压判断是否为进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平的时间大于或等于所述第二时间值则进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平的时间小于所述第二时间值则识别为扰动信号。

进一步的，第一时间值与第二时间值的总和大于等于0.05毫秒且小于等于1毫秒。

进一步的，所述总线状态选择线的工作状态从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态时，所述驱动器停止对模拟信号的采样，并保持现有驱动器转速指令不变。

一种工控机，用于控制驱动器的运行，该工控机向所述驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系，该工控机包括：

总线控制模块，用于当工控机更改所述模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数时，将总线状态选择线的工作状态从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，或者用于所述映射参数更改完成时将所述总线状态选择线的工作状态从参数调节状态切换回模拟量信号有效状态；

发送模块，用于通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数；

接收模块，用于接收所述驱动器返回的对所述映射参数进行校验的校验信息；

参数更改模块，用于所述驱动器校验成功时根据所述映射参数调节模拟量信号。

一种驱动器，与工控机连接并用于控制电机的运行，其中工控机向所述驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系，该驱动器包括：

接收模块，用于从所述工控机接收模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数，所述参数包括指令增益参数或零点偏置参数；

校验模块，用于对所述映射参数进行校验并将校验结果并反馈给所述工控机；

参数更新模块，用于所述映射参数校验成功时，根据所述映射参数进行更新。

一种物理层接口，用于连接工控机以及驱动器，包括：

模拟信号线，用于所述工控机向所述驱动器传输模拟信号；

辅助串行通讯总线，用于传输所述模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数；

总线状态选择线，用于选择当前总线工作状态为模拟量信号有效状态或参数调节状态。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过增加一根辅助串行通讯总线向驱动器发送模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数，实现对模拟量信号和驱动器转速指令之间的映射关系进行动态调节，在电机不同的速度下采用不同的映射参数，从而使电机低速范围时驱动器也可输出较大的模拟量信号幅值，从而降低干扰对信号精度的影响。借此，本发明能够提高同等扰动环境下的信号精度，从而可改善电机低速运行时的控制精度。

优选的是，本发明通过总线状态选择线，在时间上将总线分为模拟量信号有效状态和参数调节状态，从而避免了参数改变时，模拟量变化带来的不稳定；同时采用对映射参数进行校验，能保证映射参数传输的成功率，由于辅助串行通信总线以串行方式通讯，增加了校验位也不用额外增加数据线，达到提高信号传输抗干扰能力的同时，而不增加设备成本的效果，满足工业现场的长距离传输的需求。

附图说明

图1是本发明转速动态调节方法实施例的数据流程图；

图2是本发明转速动态调节系统实施例的结构示意图；

图3是本发明转速动态调节系统实施例的数据流程示意图；

图4是本发明工控机设备实施例的逻辑结构示意图；

图5是本发明驱动器设备实施例的逻辑结构示意图；

图6是本发明驱动器设备实施例的原理框图。

具体实施方式

图1是本发明转速动态调节方法的一种实施例。本实施例中，工控机通过模拟信号线与辅助串行总线与驱动器连接，驱动器与电机连接，工控机通过模拟信号线发送模拟量信号到驱动器，驱动器将该模拟量信号转换为驱动器转速指令发送到电机，以控制电机的运行。其中，模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系。辅助串行通讯总线可为CAN总线或任何其他有效的工业总线，如Modbus等。

转速动态调节方法的流程如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤S101，当工控机更改模拟量信号与驱动器转速指令之间的映射参数时，工控机通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数。优选的，该映射参数为指令增益参数或零点偏置参数。

步骤S102，驱动器更新映射参数并反馈更新成功信息给工控机，工控机根据更改后的映射参数调节模拟量信号。具体的，工控据根据更改后的映射参数调节模拟量信号的目的是为了在映射参数修改后，驱动器保持原有的驱动器转速指令不变。例如：更改前映射参数是5V对应500rpm，更改后映射参数变为5V对应1000rpm，映射参数更改前模拟量信号为5V，驱动器转速指令为500rpm；那么为保持更改后，驱动器的驱动器转速指令依然为500rpm，则需要工控机将模拟信号量降为2.5V，即2.5V对应500rpm。

优选的是，在步骤102中，驱动器更新映射参数并反馈更新成功信息给工控机具体为：驱动器接收映射参数并进行校验，并将校验结果反馈给工控机，若校验成功则工控机根据更改后的映射参数调节模拟量信号；若校验失败则工控机重新发送映射参数。校验方式可采用奇偶校验或者采用其他校验方式，能保证映射参数传输的成功率，由于辅助串行通信总线以串行方式通讯，增加了校验位也不用额外增加数据线，达到提高信号传输抗干扰能力的同时，而不增加设备成本的效果，满足工业现场的长距离传输的需求。

在本实施例通过辅助串行通讯总线向驱动器发送模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数，实现对模拟量信号和驱动器转速指令之间的映射关系进行动态调节，在电机不同的速度下采用不同的映射参数，从而使电机低速范围时驱动器也可输出较大的模拟量信号幅值，从而降低干扰对信号精度的影响。借此，本发明能够提高同等扰动环境下的信号精度，从而可改善电机低速运行时的控制精度。

图2本发明转速动态调节方法另一实施例，在本实施例中，工控机通过总线状态选择线、辅助串行通讯总线以及模拟信号线与驱动器连接，工控机向驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系。其中辅助串行通讯总线可为CAN总线或任何其他有效的工业总线，如Modbus等。

本实施例的转速动态调节的流程如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤S201、工控机通过总线状态选择线控制驱动器由模拟量信号有效状态切换至参数调节状态。驱动器的工作状态包括模拟量信号有效状态和参数调节状态，在模拟量有效状态下，驱动器接收工控机通过模拟信号线传来的模拟量信号，并根据模拟量信号与驱动器转速指令之间的映射参数产生驱动器转速指令；在参数调节状态下，驱动器接收工控机传来的映射参数并进行更新，同时驱动器停止对模拟信号线的采样，并保持现有驱动器转速指令不变。

具体的，工控机通过改变总线状态选择线的电压来控制驱动器的工作状态，工控机预先为所述总线状态选择线设置第一电平对应模拟量信号有效状态，第二电平对应参数调节状态。当工控机更改映射参数时，工控机将总线状态选择线电压设为第二电平，当工控机完成映射参数更改后，将总线状态选择线电压设为第一电平；其中，第一电平可以为低电平或者高电平，第二电平对应设为低电平或高电平。

在本实施例中，设置第一电平为高电平，第二电平为低电平。

第一时间值是预先设置的用于延时的时间值，第一时间值是预先设置的驱动器对下降沿的响应时间，在该响应时间内，驱动器判断是正常下降沿还是扰动信号，具体的：

驱动器根据监测到总线状态选择线的电压判断是否进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为低电平的时间大于或等于第一时间值则进入参数调节状态，为正常下降沿，若总线状态选择线的电压为低电平的时间小于第一时间值则识别为扰动信号。

步骤S202、工控机通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数。

以第一电平为高电平为例，当工控机更改模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数时，工控机将总线状态选择线电压拉低，并经过第一时间值的延时后，工控机通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数；

步骤S203、驱动器接收工控机发送的映射参数，并对该映射参数进行校验。驱动器接收映射参数并进行校验，并将校验结果反馈给工控机，若校验成功则工控机根据更改后的映射参数调节模拟量信号；若校验失败则工控机重新发送映射参数。在本步骤中，驱动器的工作状态为参数调节状态时，驱动器停止对模拟信号的采样，并保持现有驱动器转速指令不变。

步骤S204、工控机接收驱动器返回的校验结果。

步骤S205、工控机根据接收的校验结果判断校验是否成功。

工控机接收驱动器返回的校验结果后，判断校验结果是校验成功还是校验失败，如果校验成功，则执行步骤S206，如果校验失败，则需要返回步骤S202，工控机继续通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数。

步骤S206、工控机根据映射参数调节模拟量信号，并根据预先设置的第二时间值进行延时。例如：更改前映射参数是5V对应500rpm，更改后映射参数变为5V对应1000rpm，映射参数更改前模拟量信号为5V，驱动器转速指令为500rpm；那么为保持更改后，驱动器的驱动器转速指令依然为500rpm，则需要工控机将模拟信号量降为2.5V，即2.5V对应500rpm。

如果驱动器校验成功，工控机根据映射参数调节模拟量信号，并根据预先设置的第二时间值进行延时，第二时间值是预先设置的驱动器对上升沿(在本实施例中第一电平为高电平，第二电平为低电平)的响应时间，在该响应时间内，驱动器判断是正常上升沿或下降沿还是扰动信号，具体的：驱动器根据监测到总线状态选择线的电压是否进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为高电平的时间大于或等于第二时间值则进入模拟量信号有效状态，为正常上升沿，若总线状态选择线的电压为高时间小于第二时间值则识别为扰动信号。

步骤S207、工控机通过总线状态选择线控制驱动器切换回模拟量信号有效状态。在第二时间值的延时时间到达时，完成参数更改后，工控机通过总线状态选择线将驱动器的工作状态从参数调节状态切换回模拟量信号有效状态，驱动器恢复对模拟信号线的采样，至此，增益调节过程结束。

其中，总线工作在参数调节状态的时间不能太长，应控制在1毫秒以内，否则无法达到动态调节的效果；也不可能太短，因为工业环境普通串行总线的有效带宽为几Mbps，若考虑帧位及校验位在内需要几十bit的数据，整个时间最快能达到几十微秒，同时考虑模拟信号切换并达到稳定需要的时间，每次进入参数调节状态的时间应控制在0.05毫秒～1毫秒之间，即驱动器由模拟量信号有效状态切换到参数调节状态至驱动器切换回模拟量信号有效状态的时间大于等于0.05毫秒且小于等于1毫秒。

通过动态地更改参数，能够提高控制的精度。具体而言，以要更改的参数是指令增益参数为例，详细说明如下：

在实际应用中尤其是机床使用中，要求高精度控制的转速范围一般不是全速范围，而是低速范围，以3000rpm的电机为例，高精度控制需求一般发生在[-600rpm～600rpm]的转速范围内，若以线性关系映射，对应的模拟量控制信号的幅值在[-2V～2V]之间。

在模拟量信号控制方式下，转速控制的精度主要取决于模拟电压信号的精度。若考虑传输过程中的扰动影响下电压波动为0.1V，则转速控制干扰幅度为(3000rpm)×(0.1V)/(10V)＝30rpm。且该扰动影响是全范围存在，并不随着实际转速值降低而减小。因此，在需要高精度控制的[-600rpm～600rpm]转速范围内，相对扰动影响会大于30rpm/600rpm＝5％。

为了在环境不变的情况下，降低扰动影响，提高低速控制精度，通过动态改变指令增益，来改善低速运行时的控制精度，例，当转速范围为[-600rpm，600rpm]时，通过改变指令增益，将该范围映射到[-10V，10V]。这时在扰动环境不变(扰动下的电压波动为0.1V)时，转速控制干扰幅度为(600rpm)*0.1V/10V＝6rpm，因此相对扰动影响由原来的5％降低到1％，低速控制精度相应提高。

另一方面，如果需要更改的是零点偏置参数，例如更改前是[-10V，10V]对应[-800rpm，800rpm]，更改后的零点偏置参数为是[-10V，10V]对应[-200rpm，600rpm]，同理也能提高控制精度。

当然，指令增益参数和零点偏置参数同时进行更改也是可以达到同样的效果的，此处不做限制。

在本实施例中，当工控机更改模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数时，工控机将线状态选择线从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，并通过辅助串行通讯总线向驱动器发送该映射参数；驱动器接收工控机发送的映射参数并进行校验，如果校验失败则工控机重新发送映射参数，如果校验成功则更新该映射参数并反馈给工控机；工控机根据更新后的映射参数调节模拟量信号，并将总线状态选择线的工作状态从参数调节状态切换回模拟量信号有效状态。从而实现了动态地更改参数，从而改善低速运行时的控制精度；并且通过总线状态选择线，在时间上将总线分为模拟量信号有效状态和参数调节状态，从而避免了参数改变时，模拟量变化带来的不稳定；采用辅助串行通讯总线传输映射参数，串行总线抗干扰能力强，同时驱动器对映射参数进行校验，能保证传输的成功率；串行总线对物理层的要求低，只需要一对差分线即可；同时由于在工业现场进行映射参数传输时并不要求较高的实时性和同步性，因此对串行总线协议的要求低，便于实现，可以降低成本，满足工业现场长距离传输的要求。

请参阅图3，本发明转速动态调节系统的实施例包括：

如图3所示，本实施例中的转速动态调节系统包括工控机301，驱动器302以及连接该工控机301和驱动器302的物理层接口303。

工控机301用于向驱动器302传输发送模拟量信号以及更改模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数，或者用于驱动器302更改映射参数后根据更改后的映射参数调节模拟量信号。

驱动器302用于接收模拟量信号以及更改的映射参数并根据映射参数产生驱动器转速指令，或者用于映射参数更新结束后反馈更新成功信息给工控机301。优选的是，驱动器302还用于对工控机301发来的映射参数进行校验，并将校验结果反馈给工控机301，若校验成功则工控机301根据更改后的映射参数调节模拟量信号；若校验失败则工控机301重新发送映射参数。

物理层接口303包括模拟信号线和辅助串行通讯总线，模拟信号线用于传输模拟量信号，辅助串行通讯总线用于传输模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数。

优选的是，物理层接口303还包括总线状态选择线，总线状态线用于工控机301控制驱动器302当前工作状态为模拟量信号有效状态或参数调节状态；工控机301还用于更改映射参数时，通过总线状态选择线控制驱动器302由模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，或者工控机301根据更改后的映射参数调节模拟量信号后，工控机301通过总线状态选择线控制驱动器302由参数调节状态切换回模拟量信号有效状态；驱动器302还用于由模拟量信号有效状态切换至参数调节状态时，停止对模拟信号线的采样，并保持现有驱动器转速指令不变，或者由参数调节状态切换回模拟量信号有效状态时，恢复对模拟信号线的采样。

根据本发明的又一实施例，如图4所示，当需要进行参数调节时，工控机301和驱动器302之间的交互流程具体为：

1、驱动器获取总线状态选择线的电平信号。

驱动器获取总线状态选择线的电平信号，总线状态选择线的低电平对应参数调节状态，高电平对应模拟量信号有效状态。

2、驱动器根据电平信号判断总线状态选择线的工作状态。

驱动器根据电平信号判断当前总线状态选择线的工作状态，如果是低电平，则总线状态选择线的工作状态为参数调节状态，如果是高电平，则总线状态选择线的工作状态为模拟量信号有效状态。

3、如果是高电平，则驱动器继续工作在模拟量信号有效状态；

4、工控机将总线状态选择线的电压拉低，并根据预先设置的第一时间值进行延时。在本步骤中，在需要进行参数更改时，工控机将总线状态选择线电压拉低，并根据预先设置的第一时间值进行延时。

第一时间值是预先设置的用于延时的时间值，第一时间值是预先设置的驱动器对下降沿的响应时间，在该响应时间内，驱动器判断是正常下降沿还是扰动下降沿。

5、驱动器检测到正常下降沿，则驱动器停止对模拟量信号的采样，保持当前的驱动器转速指令。

6、工控机通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数。

工控机将总线状态选择线电压拉低，并经过第一时间值的延时后，工控机通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数，其中，参数包括指令增益参数或零点偏置参数。

7、驱动器接收映射参数。

8、驱动器对映射参数进行校验。

驱动器接收该映射参数后，对该映射参数进行校验。

9、驱动器将校验结果发送给工控机。

10、工控机接收校验结果并判断校验成功还是失败。

工控机接收驱动器返回的校验结果后，判断校验结果是校验成功还是校验失败，如果校验成功，则执行步骤12，如果校验失败，则需要返回步骤6。

11、如果校验失败，则返回步骤6。

如果校验失败，则工控机继续通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数，并由驱动器继续校验，直到校验成功。

12、如果校验成功，则工控机根据映射参数调节模拟量信号，并根据预先设置的第二时间值进行延时。

如果驱动器校验成功，工控机根据映射参数调节模拟量信号，并根据预先设置的第二时间值进行延时。

13、如果驱动器对映射参数校验成功，则根据映射参数更新参数。

在驱动器端，如果对映射参数校验成功，则根据映射参数更新参数，并根据更新后的参数和新获取的模拟量信号进行控制。

14、工控机将总线状态选择线电压拉高。

在第二时间值的延时时间到达时，工控机将总线状态选择线电压拉高，至此，增益调节过程结束。

在图4所示的实施例中，当需要进行参数更改时，工控机将用于选择当前总线工作状态的总线状态选择线电压拉低，使系统处于参数调节状态，然后通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数，驱动器接收该映射参数并校验成功后，根据该映射参数调节模拟量信号，调节完后工控机再将总线状态选择线电压拉高，使系统恢复模拟量信号有效状态；从而实现了动态地更改参数，从而改善低速运行时的控制精度；并且通过总线状态选择线，在时间上将总线分为模拟量信号有效状态和参数调节状态，从而避免了参数改变时，模拟量变化带来的不稳定，解决了模拟量信号切换过程中信号比较混乱的问题，确保了映射参数的正确传输；并且通过驱动器端对映射参数进行校验，也确保了指令传输的正确性。

值得注意的是，在图4所示的实施例中，以总线状态选择线的高电平对应模拟量信号有效状态，低电平对应参数调节状态为例进行说明，然而，本发明并不限于此，具体而言：本发明中，也可以设定总线状态选择线的低电平对应模拟量信号有效状态，高电平对应参数调节状态，当需要进行参数更改时，工控机将总线状态选择线电压拉高，完成参数更改后，将总线状态选择线电压拉低；同理，驱动器根据总线状态选择线的电平判断当前总线状态选择线的工作状态，低电平对应模拟量信号有效状态，高电平对应参数调节状态，相关的详细工作原理可参阅前文所述，不再赘述。

图5是本发明工控机设备一种实施例的原理框图，本实施例中的工控机向驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系；该工控机包括：

发送模块501，用于通过模拟信号线向驱动器发送模拟量信号以及通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数.

接收模块502，用于接收驱动器反馈的映射参数更新成功信息。

参数调节模块503，用于接收到所述驱动器反馈的映射参数更新成功信息后根据更新后的映射参数调节模拟量信号。

优选的是，工控机还包括切换模块504，用于当工控机更改映射参数时，通过总线状态选择线将驱动器的工作状态从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，或者用于映射参数更新完成时将驱动器的工作状态从参数调节状态切换回模拟量信号有效状态。

图6是本发明驱动器设备一种实施例的原理框图，驱动器与工控机连接并用于控制电机的运行，所述工控机向所述驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系，驱动器具体包括：

接收模块601，用于从工控机接收模拟量信号以及模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数。

更新模块602，用于更新映射参数。

反馈模块603，用于映射参数更新完毕时向工控机反馈更新成功信息。

优选的是，驱动器还包括校验模块604，用于对接收模块601接收的映射参数进行校验并将校验结果发送给工控机。

本发明还提供一种物理层接口，该物理层接口用于连接工控机以及驱动器，包括：

模拟信号线，用于工控机向驱动器传输模拟信号。

辅助串行通讯总线，用于传输模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数。辅助串行通讯总线可为任意一种通用的串行协议，如CAN总线，也可为其他有效的工业总线，如Modbus工业总线。

优选的是，物理层接口还包括总线状态选择线，总线状态选择线用于所述工控机控制所述驱动器当前工作状态为模拟量信号有效状态或参数调节状态。

与本实施例中的物理层接口对应的协议具体的可参照转速动态调节系统实施例，此处不做赘述。

综上所述，本发明通过增加一根辅助串行通讯总线向驱动器发送模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数，实现对模拟量信号和驱动器转速指令之间的映射关系进行动态调节，在电机不同的速度下采用不同的映射参数，从而使电机低速范围时驱动器也可输出较大的模拟量信号幅值，从而降低干扰对信号精度的影响。借此，本发明能够提高同等扰动环境下的信号精度，从而可改善电机低速运行时的控制精度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种转速动态调节方法，其特征在于，工控机通过辅助串行通讯总线以及模拟信号线与驱动器连接，所述工控机通过模拟信号线向所述驱动器发送模拟量信号，所述模拟量信号与驱动器转速指令具有映射关系，所述方法包括：

当所述工控机更改模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数时，所述工控机通过辅助串行通讯总线向所述驱动器发送所述映射参数；

所述驱动器更新所述映射参数并反馈更新成功信息给所述工控机，所述工控机根据更改后的映射参数调节模拟量信号。

2.根据权利要求1所述的转速动态调节方法，其特征在于，所述工控机还通过总线状态选择线与所述驱动器连接，

所述工控机向所述驱动器发送映射参数之前还包括：所述工控机通过总线状态选择线控制所述驱动器由模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，所述驱动器停止对模拟信号线的采样，并保持现有驱动器转速指令不变；

所述工控机根据所述更改后的映射参数调节模拟量信号后还包括：所述工控机通过所述总线状态选择线控制所述驱动器由参数调节状态切换回模拟量信号有效状态，所述驱动器恢复对模拟信号线的采样。

3.根据权利要求1所述的转速动态调节方法，其特征在于，所述驱动器更新所述映射参数并反馈更新成功信息给所述工控机具体为：

所述驱动器接收所述映射参数并进行校验，并将校验结果反馈给所述工控机，若校验成功则工控机根据更改后的映射参数调节模拟量信号；若校验失败则所述工控机重新发送映射参数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述工控机预先为所述总线状态选择线设置第一电平对应模拟量信号有效状态，第二电平对应参数调节状态；

当所述工控机更改映射参数时，所述工控机将所述总线状态选择线电压设为第二电平； 

当所述工控机完成所述映射参数修改后，将所述总线状态选择线电压设为第一电平。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工控机将所述总线状态选择线电压设为第二电平后还包括：

所述工控机根据预先设置的第一时间值进行延时；

所述驱动器根据监测到总线状态选择线的电压判断是否进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第二电平的时间大于或等于所述第一时间值则进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第二电平的时间小于所述第一时间值则识别为扰动信号。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工控机将所述总线状态选择线电压设为第一电平之后还包括：

所述工控机根据预先设置的第二时间值进行延时；

所述驱动器根据监测到总线状态选择线的电压是否进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平的时间大于或等于所述第二时间值则进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平时间小于所述第二时间值则识别为扰动信号。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驱动器由模拟量信号有效状态切换到参数调节状态至驱动器切换回模拟量信号有效状态的时间大于等于0.05毫秒且小于等于1毫秒。

8.一种转速动态调节系统，其特征在于，包括工控机、驱动器以及连接所述工控机和所述驱动器的物理层接口，

所述工控机用于向所述驱动器传输发送模拟量信号以及更改所述模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数，或者用于所述驱动器更改映射参数后根据更改后的映射参数调节模拟量信号；

所述驱动器用于接收模拟量信号以及更改的映射参数并根据映射参数产生驱动器转速指令，或者用于映射参数更新结束后反馈更新成功信息给所述工控机；

所述物理层接口包括模拟信号线和辅助串行通讯总线，所述模拟信号线用于传输模拟量信号，所述辅助串行通讯总线用于传输所述模拟量 信号与驱动器转速指令的映射参数。

9.根据权利要求8所述的转速动态调节系统，其特征在于，所述物理层接口还包括总线状态选择线，所述总线状态选择线用于所述工控机控制所述驱动器当前工作状态为模拟量信号有效状态或参数调节状态；

所述工控机还用于更改所述映射参数时，通过总线状态选择线控制所述驱动器由模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，或者所述工控机根据所述更改后的映射参数调节模拟量信号后，所述工控机通过所述总线状态选择线控制所述驱动器由参数调节状态切换回模拟量信号有效状态；

所述驱动器还用于由模拟量信号有效状态切换至参数调节状态时，停止对模拟信号线的采样，并保持现有驱动器转速指令不变，或者由参数调节状态切换回模拟量信号有效状态时，恢复对模拟信号线的采样。

10.根据权利要求8所述的转速动态调节系统，其特征在于，所述驱动器还用于对工控机发来的映射参数进行校验，并将校验结果反馈给所述工控机，若校验成功则工控机根据更改后的映射参数调节模拟量信号；若校验失败则所述工控机重新发送映射参数。

11.根据权利要求9所述的转速动态调节系统，其特征在于，所述工控机预先为所述总线状态选择线设置第一电平对应模拟量信号有效状态，第二电平对应参数调节状态；

当所述工控机更改所述映射参数时，所述工控机将所述总线状态选择线电压设为第二电平，当所述工控机完成所述映射参数更改后，将所述总线状态选择线电压设为第一电平。

12.根据权利要求11所述的转速动态调节系统，其特征在于，所述工控机还用于将所述总线状态选择线电压设为第二电平后根据预先设置的第一时间值进行延时；

所述驱动器还用于根据监测到总线状态选择线的电压判断是否进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第二电平的时间大于或等于所述第一时间值则进入参数调节状态，若总线状态选择线的电压为第 二电平的时间小于所述第一时间值则识别为扰动信号。

13.根据权利要求11所述的转速动态调节系统，其特征在于，所述工控机还用于将所述总线状态选择线电压设为第一电平之后根据预先设置的第二时间值进行延时；

所述驱动器还用于根据监测到总线状态选择线的电压判断是否进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平的时间大于或等于所述第二时间值则进入模拟量信号有效状态，若总线状态选择线的电压为第一电平的时间小于所述第二时间值则识别为扰动信号。

14.根据权利要求9所述的转速动态调节系统，其特征在于，所述驱动器由模拟量信号有效状态切换到参数调节状态至驱动器切换回模拟量信号有效状态的时间大于等于0.05毫秒且小于等于1毫秒。

15.一种工控机，用于控制驱动器的运行，其特征在于，所述工控机向所述驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系，所述工控机包括：

发送模块，用于通过模拟信号线向驱动器发送模拟量信号以及通过辅助串行通讯总线向驱动器发送映射参数；

接收模块，用于接收所述驱动器反馈的映射参数更新成功信息；

参数调节模块，用于接收到所述驱动器反馈的映射参数更新成功信息后根据更新后的映射参数调节模拟量信号。

16.根据权利要求15所述的工控机，其特征在于，所述工控机还包括切换模块，用于当工控机更改所述映射参数时，通过总线状态选择线将驱动器的工作状态从模拟量信号有效状态切换至参数调节状态，或者用于所述映射参数更新完成时将所述驱动器的工作状态从参数调节状态切换回模拟量信号有效状态。

17.一种驱动器，与工控机连接并用于控制电机的运行，其特征在于，所述工控机向所述驱动器发送的模拟量信号与驱动器转速指令之间具有映射关系，所述驱动器包括：

接收模块，用于从所述工控机接收模拟量信号以及模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数； 

更新模块，用于更新所述映射参数；

反馈模块，用于所述映射参数更新完毕时向所述工控机反馈更新成功信息。

18.一种物理层接口，其特征在于，用于连接工控机以及驱动器，包括：

模拟信号线，用于所述工控机向所述驱动器传输模拟信号；

辅助串行通讯总线，用于传输所述模拟量信号与驱动器转速指令的映射参数。

19.根据权利要求18所述的物理层接口，其特征在于，所述物理层接口还包括总线状态选择线，所述总线状态选择线用于所述工控机控制所述驱动器当前工作状态为模拟量信号有效状态或参数调节状态。 

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