本發(fā)明涉及電機(jī)控制，具體涉及基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)、方法及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)在機(jī)器人和自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但其封閉性和兼容性問(wèn)題限制了系統(tǒng)的靈活擴(kuò)展。大多數(shù)傳統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)封閉，無(wú)法兼容不同廠商的軟硬件，尤其是在需要多設(shè)備協(xié)作的場(chǎng)景中，兼容性差的問(wèn)題愈加明顯。此外，早期的電機(jī)控制系統(tǒng)在多軸協(xié)同控制和實(shí)時(shí)性方面存在不足，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)位置、速度和扭矩的高精度控制。這一缺陷在復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人和高性能移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用中表現(xiàn)尤為突出，無(wú)法保障多軸運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性，進(jìn)而影響了整體工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。針對(duì)這些不足，現(xiàn)有的控制系統(tǒng)雖然有所發(fā)展，但仍存在功能性、易用性以及與現(xiàn)代機(jī)器人操作系統(tǒng)（如ros2）集成度不深的問(wèn)題。一些電機(jī)控制系統(tǒng)僅能提供基本的驅(qū)動(dòng)支持，缺乏對(duì)復(fù)雜機(jī)器人系統(tǒng)的全面控制和管理能力，尤其是在高動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜負(fù)載場(chǎng)景中，難以滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和響應(yīng)要求。此外，在實(shí)時(shí)監(jiān)控與遠(yuǎn)程調(diào)試等方面，許多現(xiàn)有控制系統(tǒng)依然依賴傳統(tǒng)的通信方式，無(wú)法利用現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)電機(jī)狀態(tài)的高效傳輸與調(diào)試控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)通過(guò)提供了基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)、方法及介質(zhì)，旨在解決傳統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)封閉性高、兼容性差以及無(wú)法與現(xiàn)代機(jī)器人操作系統(tǒng)深度集成的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)解析控制任務(wù)、靈活配置電機(jī)參數(shù)，提高電機(jī)控制系統(tǒng)的兼容性，確保電機(jī)控制的精確性和實(shí)時(shí)響應(yīng)性的技術(shù)效果。

2、本申請(qǐng)公開(kāi)的第一個(gè)方面，提供了基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：任務(wù)獲取模塊，所述任務(wù)獲取模塊用于接收并解析控制任務(wù)，獲取控制目標(biāo)信息與配置目標(biāo)信息；配置工具模塊，所述配置工具模塊用于根據(jù)所述配置目標(biāo)信息，初始化目標(biāo)電機(jī)的配置參數(shù)集，所述配置參數(shù)集包括性能配置參數(shù)及通信配置參數(shù)；控制管理模塊，所述控制管理模塊用于基于所述控制目標(biāo)信息，訪問(wèn)自適應(yīng)功能庫(kù)進(jìn)行功能組件調(diào)用，并通過(guò)調(diào)用功能組件進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制決策，生成控制指令信息；部件管理模塊，所述部件管理模塊用于根據(jù)所述控制指令信息，進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制響應(yīng)，并反饋控制響應(yīng)狀態(tài)；其中，所述任務(wù)獲取模塊、所述配置工具模塊分別與所述控制管理模塊通信連接，且所述部件管理模塊與所述控制管理模塊通信連接。

3、本申請(qǐng)公開(kāi)的第二個(gè)方面，提供了基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制方法，該方法包括：接收并解析控制任務(wù)，獲取控制目標(biāo)信息與配置目標(biāo)信息；根據(jù)所述配置目標(biāo)信息，初始化目標(biāo)電機(jī)的配置參數(shù)集，所述配置參數(shù)集包括性能配置參數(shù)及通信配置參數(shù)；基于所述控制目標(biāo)信息，訪問(wèn)自適應(yīng)功能庫(kù)進(jìn)行功能組件調(diào)用，并通過(guò)調(diào)用功能組件進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制決策，生成控制指令信息；根據(jù)所述控制指令信息，進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制響應(yīng)，并反饋控制響應(yīng)狀態(tài)。

4、本申請(qǐng)的第三個(gè)方面，提供了一種介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下模塊：任務(wù)獲取模塊，所述任務(wù)獲取模塊用于接收并解析控制任務(wù)，獲取控制目標(biāo)信息與配置目標(biāo)信息；配置工具模塊，所述配置工具模塊用于根據(jù)所述配置目標(biāo)信息，初始化目標(biāo)電機(jī)的配置參數(shù)集，所述配置參數(shù)集包括性能配置參數(shù)及通信配置參數(shù)；控制管理模塊，所述控制管理模塊用于基于所述控制目標(biāo)信息，訪問(wèn)自適應(yīng)功能庫(kù)進(jìn)行功能組件調(diào)用，并通過(guò)調(diào)用功能組件進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制決策，生成控制指令信息；部件管理模塊，所述部件管理模塊用于根據(jù)所述控制指令信息，進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制響應(yīng)，并反饋控制響應(yīng)狀態(tài)。

5、本申請(qǐng)中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

6、由于采用了基于任務(wù)獲取模塊通過(guò)接收并解析控制任務(wù)，獲取控制目標(biāo)信息與配置目標(biāo)信息；基于配置工具模塊通過(guò)根據(jù)所述配置目標(biāo)信息，初始化目標(biāo)電機(jī)的配置參數(shù)集，所述配置參數(shù)集包括性能配置參數(shù)及通信配置參數(shù)；基于控制管理模塊通過(guò)基于所述控制目標(biāo)信息，訪問(wèn)自適應(yīng)功能庫(kù)進(jìn)行功能組件調(diào)用，并通過(guò)調(diào)用功能組件進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制決策，生成控制指令信息；基于部件管理模塊通過(guò)根據(jù)所述控制指令信息，進(jìn)行目標(biāo)電機(jī)的控制響應(yīng)，并反饋控制響應(yīng)狀態(tài)；其中，所述任務(wù)獲取模塊、所述配置工具模塊分別與所述控制管理模塊通信連接，且所述部件管理模塊與所述控制管理模塊通信連接。解決了傳統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)封閉性高、兼容性差以及無(wú)法與現(xiàn)代機(jī)器人操作系統(tǒng)深度集成的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)解析控制任務(wù)、靈活配置電機(jī)參數(shù)，提高電機(jī)控制系統(tǒng)的兼容性，確保電機(jī)控制的精確性和實(shí)時(shí)響應(yīng)性的技術(shù)效果。

7、上述說(shuō)明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請(qǐng)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述任務(wù)獲取模塊包括人機(jī)交互接口，所述人機(jī)交互接口用于連接用戶端進(jìn)行所述控制任務(wù)的接收與所述控制響應(yīng)狀態(tài)的反饋，其中，所述控制響應(yīng)狀態(tài)通過(guò)所述用戶端進(jìn)行可視化反饋。

3.如權(quán)利要求2所述的基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制管理模塊包括：

4.如權(quán)利要求3所述的基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述部件管理模塊與驅(qū)動(dòng)器組件通信連接，并通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)器組件與目標(biāo)電機(jī)控制連接，其中，通信連接方式包括usb、uart、can。

5.如權(quán)利要求4所述的基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括傳感采集模塊，所述傳感采集模塊與所述部件管理模塊通信連接，所述傳感采集模塊的執(zhí)行步驟包括：

6.如權(quán)利要求5所述的基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制管理模塊還包括模型預(yù)測(cè)控制組件，所述模型預(yù)測(cè)控制組件用于預(yù)測(cè)目標(biāo)電機(jī)狀態(tài)，并根據(jù)狀態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果，優(yōu)化所述控制指令信息，所述模型預(yù)測(cè)控制組件的執(zhí)行步驟包括：

7.基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制方法，其特征在于，所述方法通過(guò)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行，包括：

8.一種介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述基于ros2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)的模塊。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了基于ROS2的高性能無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)、方法及介質(zhì)，屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，其中系統(tǒng)包括：任務(wù)獲取模塊，用于獲取控制目標(biāo)信息與配置目標(biāo)信息；配置工具模塊，用于初始化配置參數(shù)集；控制管理模塊，用于生成控制指令信息；部件管理模塊，用于反饋控制響應(yīng)狀態(tài)；其中，任務(wù)獲取模塊、配置工具模塊分別與控制管理模塊通信連接，且部件管理模塊與控制管理模塊通信連接。本申請(qǐng)解決了傳統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)封閉性高、兼容性差以及無(wú)法與現(xiàn)代機(jī)器人操作系統(tǒng)深度集成的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)解析控制任務(wù)、靈活配置電機(jī)參數(shù)，提高電機(jī)控制系統(tǒng)的兼容性，確保電機(jī)控制的精確性和實(shí)時(shí)響應(yīng)性的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：昝學(xué)彥,唐龍,劉丹,鄒家?guī)?蔡積超,龔萌華,趙華祥,蔣干勝,徐波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海創(chuàng)智科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9