CN113759246A - 一种基于双核处理器的电机驱动测试方法和电机驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双核处理器的电机驱动测试方法和电机驱动器，属于电路控制技术领域。所述双核处理器包括第一核和第二核，所述方法包括：所述第一核接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令；所述第一核根据所述测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间；所述第一核根据所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间，生成测试指令并向所述第二核发送所述测试指令；所述第一核接收来自所述第二核的所述测试指令对应的测试结果；所述第一核将所述测试结果返回给所述电机驱动测试系统。本发明提供一种基于双核处理器的电机驱动测试方法和电机驱动器，使得测试得到的结果可能与电机正常运行时的数据保持一致，从而提高电机驱动测试的准确度。

Description

一种基于双核处理器的电机驱动测试方法和电机驱动器

技术领域

本发明涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种基于双核处理器的电机驱动测试方法和电机驱动器。

背景技术

为了满足用户日益增加的需求，目前很多电机采用双核处理器，其中双核中的一个核作为主控核，另一个核作为电机驱动核。

现有电机驱动测试方法具体为电机驱动测试系统通过测试接口向电机驱动器发送测试指令，电机驱动器执行这些测试指令，并将测试结果反馈给电机驱动测试系统。

在测试过程中，对电机驱动器下达指令是电机驱动测试系统，但在实际使用时，对电机驱动器下达指令是作为主控制器。而主控制器和电机驱动测试系统工作方式和原理均不相同，这使得测试得到的结果可能与电机正常运行时的数据不一致，从而降低了电机驱动测试的准确度。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于双核处理器的电机驱动测试方法和电机驱动器，使得测试得到的结果可能与电机正常运行时的数据保持一致，从而提高电机驱动测试的准确度。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于双核处理器的电机驱动测试方法，所述双核处理器包括第一核和第二核，包括：

所述第一核接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令；

所述第一核根据所述测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间；

所述第一核根据所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间，生成测试指令并向所述第二核发送所述测试指令；

所述第一核接收来自所述第二核的所述测试指令对应的测试结果；

所述第一核将所述测试结果返回给所述电机驱动测试系统。

进一步地，所述第一核接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令,包括：

预设于所述双核处理器中的第一知识产权核通过预设的接口接收所述电机驱动测试系统的测试启动命令；

所述第一知识产权核通过预设的总线协议将所述测试启动命令发送给所述第一核。

进一步地，所述第一核将所述测试结果返回给所述电机驱动测试系统,包括：

所述第一核通过所述总线协议将所述测试结果发送给所述第一知识产权核；

所述第一知识产权核通过所述接口将所述测试结果发送给所述电机驱动测试系统。

进一步地，在所述第一核向所述第二核发送测试指令之后，所述方法还包括：

所述第二核根据所述测试指令，生成控制输出信号；

所述第二核将所述控制输出信号发送给预设在所述双核处理器中的第二知识产权核；

所述第二知识产权核将所述控制输出信号转化成相应的电信号，并将所述控制输出信号对应的电信号传输至驱动电路的放大电路。

进一步地，在所述第一核将接收来自所述第二核的所述发送测试指令对应的测试结果之前，所述方法还包括：

预设在所述双核处理器中的第三知识产权核接收驱动电路发送的电信号；

所述第三知识产权核将所述接收到的电信号转化成所述测试结果；

所述第三知识产权核将所述测试结果发送给所述第二核；

所述第二核将所述测试结果发送给所述第一核。

进一步地，所述第一核根据所述测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间，包括：

所述第一核对所述测试启动命令进行解析得到可被所述第一核读取的测试启动信息；

所述第一核根据所述测试启动信息，确定所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间。

进一步地，所述第一核根据所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间，生成测试指令，包括：

所述第一核根据所述测试类型，确定所述测试指令的定时中断周期和指令类型，所述指令类型包括：三角波指令、正弦波指令和阶跃指令中的一个或多个；

所述第一核根据所述测试指标，确定生成所述测试指令所需的幅值；

所述第一核根据所述测试时间、所述定时中断周期和所述指令类型，确定中断周期的个数；

所述第一核根据所述指令类型、生成所述测试指令所需的幅值和所述中断周期的个数，生成所述测试指令。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于双核处理器的电机驱动器，所述电机驱动器，包括：第一核、第二核和驱动电路；

所述第一核用于接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令；根据所述测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间；根据所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间，生成测试指令并向所述第二核发送所述测试指令；

所述第二核用于根据所述测试指令，生成控制输出信号；将所述控制输出信号转化成相应的电信号，并将所述控制输出信号对应的电信号传输至所述驱动电路；接收所述驱动电路返回的电信号；将所述返回的电信号转化成测试结果；将所述测试结果返回给所述第一核；

所述第一核还用于将接收来自所述第二核的所述发送测试指令对应的测试结果；将所述测试结果返回给所述电机驱动测试系统。

进一步地，所述电机驱动器还包括：第一知识产权核；

所述第一知识产权核用于通过预设的接口接收所述电机驱动测试系统的测试启动命令；通过预设的总线协议将所述测试启动命令发送给所述第一核。

进一步地，所述电机驱动器还包括：第二知识产权核和第三知识产权核；

所述第二知识产权核用于接收所述第二核发送的控制输出信号；将所述控制输出信号转化成相应的电信号，并将所述控制输出信号对应的电信号传输至所述驱动电路的放大电路；

所述第三知识产权核用于接收驱动电路发送的电信号；将所述接收到的电信号转化成所述测试结果；将所述测试结果发送给所述第二核。

本发明技术方案的有益效果：本发明公开了一种基于双核处理器的电机驱动测试方法和电机驱动器，利用双核处理器中的主控核生成测试指令，使得电机驱动器的正常工作状态和测试状态保持一致。此外，将主控核与电机驱动测试系统的数据交互功能单独集成到一个知识产权核上，以及将电机驱动核于驱动电路的交互功能单独集成到至少一个知识产权核上，以压缩主控核和电机驱动核的程序运行时间，降低测试系统信号传输延时。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明提供的现有技术的电机驱动器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于双核处理器的电机驱动测试方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种主控核的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电机驱动核与IP核的连接结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电机驱动器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

现有技术如图1所示，在电机控制其中设置有双核处理器，处理器的两个核分别记做核核1和核2，其中，核1设置有总控软件用于控制整个电机，作为主控核，核2只用于控制电机驱动电路，作为电机驱动核。测试时，电机驱动测试系统通过通信接口直接向核2发送测试指令。核2执行该指令后会采集电机驱动路执行命令后得到的数据，并通过通信接口将采集到的数据返回给电机测试系统。从原理上讲，该方法是基于电机处理器为单核的检测方法。

对于单核处理器，无论是在实际使用时还是在测试时，处理器都需要接收来自外部系统的指令，因此处理器在测试时的工作状态与使用时的工作状态相同。

对于双核处理器，实际使用时核1作为主控核在运行过程必然会根据电机的整体运行状态，向核2发送指令，以实时调整电机的各项运行参数。此时，如果依然由电机测试系统向核2发送指令，必然会导致测试时核2的工作状态与实际使用中的工作状态不同，进而导致测试结果不准，甚至为以后的使用埋下安全隐患。

具体地，在做响应测试时，通过给电机施加不同的负载，观察负载变化时电机驱动器能否根据算法快速地调节电机的工作状态，评估驱动器的响应性能。对于现有技术，驱动测试系统只能给核2发预设的指令，不能根据电机的整体运行情况实时调整指令，因此测试结果会与实际使用的状态会有不同。例如，在实际使用中，由于主控核中内置程序设定的限制条件，驱动器在负载小于a时，其响应性能最佳。如果直接由驱动测试系统向核2发送指令，意味着没有了主控核中内置程序设定的限制，在负载大于a时，其响应性能很可能依然是最佳的。一旦以这样的测试结果来指导驱动器的日常工作，很有可能导致电路超载，进而引发各种不确定性的事故，从而造成设备损坏，甚至引发安全事故。

为此，本发明实施例提供了一种基于双核处理器的电机驱动测试方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201，第一核接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令。

在本发明实施例中，电机的处理器采用ZYNQ双核处理器，包括第一核和第二核。其中，第一核对应核1为主控核，第二核对应核2为驱动控制核。第一核将通信引脚连接至ZYNQ中具备相应通信功能的端口上，并在初始化过程中需对通信端口的功能、工作方式、使能、底层驱动等进行初始化，使得第一核具备通信功能并可以调用底层驱动函数。

步骤202，第一核根据测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间。

在本发明实施例中，鉴于第一核和电机驱动测试系统所使用的协议、算法或数据格式可能不同，在接收到测试启动命令时，第一核需要对测试启动命令进行解析得到可被第一核读取的测试启动信息。第一核根据测试启动信息，确定测试类型、测试指标和测试时间。其中，测试类型包括驱动器效率、谐波分析、三相不平衡度分度析、干扰分析和响应测试中的一个或多个。

步骤203，第一核根据测试类型、测试指标和测试时间，生成测试指令并向第二核发送测试指令。

在本发明实施例中，第一核需要在测试过程中生成测试指令，以实现由核1控制核2来完成测试，从而实现2的工作状态与使用状态相匹配，最终提高提高电机驱动测试的准确度。

具体地，第一核根据测试类型，确定测试指令的定时中断周期和指令类型，指令类型包括：三角波指令、正弦波指令和阶跃指令中的一个或多个。第一核根据测试指标，确定生成测试指令所需的幅值。第一核根据测试时间、定时中断周期和指令类型，确定中断中期的个数。第一核根据指令类型、生成测试指令所需的幅值和中断周期的个数，生成测试指令。

在本发明实施例中，定时中断周期用于指令生成。三角波测试指令的数学表达式为：

y＝kt

式中，y表示三角波指令幅值，k表示三角波指令斜率，t表示测试时刻。相应地，三角波指令生成过程可以由下式表示：

y＝nkΔt

式中，Δt表示定时中断的周期，n表示定时中断的计数个数。

正弦波测试指令数学表达式为：

y＝A sin(2πft)

式中，t表示测试时刻，y表示正弦波在t时刻指令，A表示正弦波幅值，f表示正弦波测试指令频率。相应地，正弦波指令生成过程可以由下式表示：

y＝A sin(nΔt×2πf)

式中，Δt表示定时中断的周期，n表示定时中断的计数个数。

由此可知，相比于现有技术第一核上集成有生成测试指令的模块，因此在本发明实施例中，电机驱动测试系统不必再设置生成测试指令的模块，从而降低了电机驱动测试系统的软件规模。

在第一核上设置生成测试指令的模块可能会导致第一核在运算时出现时间延迟，不利于第一核对电机的控制。为了提高第一核的运算效率和压缩程序运行时间，在本发明实施例中，预先在双核处理器中设置第一知识产权核(IP核)，第一IP核一端通过预设接口连接电机驱动测试系统，一端通过总线协议连接，该总线协议包括AXI(AdvancedeXtensible Interface，先进的可扩展接口)。第一IP核为通过ZYNQ双核处理器中FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)设计的电路功能模块。

测试时，第一核原本通过ARM核中的读、写寄存器进行数据接收与发送，以实现接收测试启动命令以及返回测试结果，如图3所示。在设置第一IP核后，由第一IP核与电机驱动测试系统对接，以实现替代ARM核中的读、写寄存器接收测试启动命令以及返回测试结果。因此设置第一IP核通过减少第一核的数据处理量，提高第一核的运算效率和压缩程序运行时间。

步骤204、第一核将接收来自第二核的测试指令对应的测试结果。

在本发明实施例中，第二核根据测试指令，生成控制输出信号，并将控制输出信号转化成相应的电信号，并将电信号发送至驱动电路的放大电路。之后再接收驱动电路返回的电信号，最后将驱动电路返回的电信号转化成测试结果，并将测试结果返回给第一核。

为了提高第二核的运算效率和压缩程序运行时间，在ZYNQ双核处理器中预先设置第二IP核和第三IP核。其中，第二IP核用于代替第二核将控制输出信号转化成相应的电信号，并将控制输出信号对应的电信号传输至驱动电路的放大电路。第三IP核用于代替第二核接收驱动电路发送的电信号以及将接收到的电信号转化成测试结果。需要说明的是根据电路结构可以设置多个第三IP核。其中，第二IP核和第三IP核分别通过总线协议与第二核进行数据交互，该总线包括AXI。

具体地，如图4所示，PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)输出IP核为第二IP核，电流采集IP核和计数器IP核均为第三IP核。驱动电路包含了放大电路、电流采样电路和计数器电路。测试时，脉冲宽度调制)输出IP核对应放大电路，电流采集IP核对应于电流采样电路，计数器IP核对应于计数器电路。图4中所示IP核均为通过ZYNQ双核处理器中FPGA设计的电路功能模块。

各IP核通过AXI总线与核2进行数据交互，核2通过电流采集IP核和计数器IP核获取到电流、计数器等信息后，与测试指令进行综合，得到控制输出信号PWM，核2将其通过AXI总线输出至PWM输出IP核，PWM输出IP核将此信息以电信号形式输出至放大电路，进而实现电机闭环控制。

步骤205、第一核将测试结果返回给电机驱动测试系统。

在本发明实施例中，第一核先通过总线将测试结果发送给第一IP核，再由第一IP核将测试结果发送给电机驱动测试系统。

如图5所示，本发明实施例提供了一种电机驱动器，包括：第一核501、第二核502、驱动电路503、第一知识产权核504、第二知识产权核505和第三知识产权核506。

第一核501用于接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令；根据测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间；根据测试类型、测试指标和测试时间，生成测试指令并向第二核发送测试指令。

第二核502用于根据测试指令，生成控制输出信号；将控制输出信号转化成相应的电信号，并将控制输出信号对应的电信号传输至驱动电路503；接收驱动电路503返回的电信号；将返回的电信号转化成测试结果；将测试结果返回给第一核501。

第一核501还用于将接收来自第二核502的发送测试指令对应的测试结果；将测试结果返回给电机驱动测试系统。

第一知识产权核504用于通过预设的接口接收电机驱动测试系统的测试启动命令；通过预设的总线协议将测试启动命令发送给第一核501。

第二知识产权核505用于接收第二核502发送的控制输出信号；将控制输出信号转化成相应的电信号，并将控制输出信号对应的电信号传输至驱动电路503的放大电路。

第三知识产权核506用于接收驱动电路发送的电信号；将接收到的电信号转化成测试结果；将测试结果发送给第二核502。

其中，第一知识产权核504、第二知识产权核505和第三知识产权核506均为通过ZYNQ双核处理器中FPGA设计的电路功能模块。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于双核处理器的电机驱动测试方法，所述双核处理器包括第一核和第二核，其特征在于，包括：

所述第一核接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令；

所述第一核根据所述测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间；

所述第一核根据所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间，生成测试指令并向所述第二核发送所述测试指令；

所述第一核接收来自所述第二核的所述测试指令对应的测试结果；

所述第一核将所述测试结果返回给所述电机驱动测试系统。

2.根据权利要求1所述的电机驱动测试方法，其特征在于，

所述第一核接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令,包括：

预设于所述双核处理器中的第一知识产权核通过预设的接口接收所述电机驱动测试系统的测试启动命令；

所述第一知识产权核通过预设的总线协议将所述测试启动命令发送给所述第一核。

3.根据权利要求2所述的电机驱动测试方法，其特征在于，

所述第一核将所述测试结果返回给所述电机驱动测试系统,包括：

所述第一核通过所述总线协议将所述测试结果发送给所述第一知识产权核；

所述第一知识产权核通过所述接口将所述测试结果发送给所述电机驱动测试系统。

4.根据权利要求1所述的电机驱动测试方法，其特征在于，

在所述第一核向所述第二核发送测试指令之后，所述方法还包括：

所述第二核根据所述测试指令，生成控制输出信号；

所述第二核将所述控制输出信号发送给预设在所述双核处理器中的第二知识产权核；

所述第二知识产权核将所述控制输出信号转化成相应的电信号，并将所述控制输出信号对应的电信号传输至驱动电路的放大电路。

5.根据权利要求1所述的电机驱动测试方法，其特征在于，

在所述第一核将接收来自所述第二核的所述发送测试指令对应的测试结果之前，所述方法还包括：

预设在所述双核处理器中的第三知识产权核接收驱动电路发送的电信号；

所述第三知识产权核将所述接收到的电信号转化成所述测试结果；

所述第三知识产权核将所述测试结果发送给所述第二核；

所述第二核将所述测试结果发送给所述第一核。

6.根据权利要求1所述的电机驱动测试方法，其特征在于，

所述第一核根据所述测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间，包括：

所述第一核对所述测试启动命令进行解析得到可被所述第一核读取的测试启动信息；

所述第一核根据所述测试启动信息，确定所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间。

7.根据权利要求1所述的电机驱动测试方法，其特征在于，

所述第一核根据所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间，生成测试指令，包括：

所述第一核根据所述测试类型，确定所述测试指令的定时中断周期和指令类型，所述指令类型包括：三角波指令、正弦波指令和阶跃指令中的一个或多个；

所述第一核根据所述测试指标，确定生成所述测试指令所需的幅值；

所述第一核根据所述测试时间、所述定时中断周期和所述指令类型，确定中断周期的个数；

所述第一核根据所述指令类型、生成所述测试指令所需的幅值和所述中断周期的个数，生成所述测试指令。

8.一种基于双核处理器的电机驱动器，其特征在于，

所述电机驱动器，包括：第一核、第二核和驱动电路；

所述第一核用于接收来自电机驱动测试系统的测试启动命令；根据所述测试启动命令，确定测试类型、测试指标和测试时间；根据所述测试类型、所述测试指标和所述测试时间，生成测试指令并向所述第二核发送所述测试指令；

所述第二核用于根据所述测试指令，生成控制输出信号；将所述控制输出信号转化成相应的电信号，并将所述控制输出信号对应的电信号传输至所述驱动电路；接收所述驱动电路返回的电信号；将所述返回的电信号转化成测试结果；将所述测试结果返回给所述第一核；

所述第一核还用于将接收来自所述第二核的所述发送测试指令对应的测试结果；将所述测试结果返回给所述电机驱动测试系统。

9.根据权利要求8所述的电机驱动器，其特征在于，

所述电机驱动器还包括：第一知识产权核；

所述第一知识产权核用于通过预设的接口接收所述电机驱动测试系统的测试启动命令；通过预设的总线协议将所述测试启动命令发送给所述第一核。

10.根据权利要求8所述的电机驱动器，其特征在于，

所述电机驱动器还包括：第二知识产权核和第三知识产权核；

所述第二知识产权核用于接收所述第二核发送的控制输出信号；将所述控制输出信号转化成相应的电信号，并将所述控制输出信号对应的电信号传输至所述驱动电路的放大电路；

所述第三知识产权核用于接收驱动电路发送的电信号；将所述接收到的电信号转化成所述测试结果；将所述测试结果发送给所述第二核。

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