一种基于双MCU的电机控制系统的制作方法

本发明涉及电机控制，具体涉及一种基于双mcu的电机控制系统。

背景技术：

1、多电机设备一般采用mcu（microcontroller unit，微控制器）进行控制。以一主一从的双mcu电机控制系统为例，主mcu负责业务指令的分发与处理，从mcu主要负责电机的运动管理。然而，由于主mcu和从mcu的代码不同、控制逻辑不统一，导致主mcu和从mcu之间的控制协同需要额外的联调适配，控制响应周期长。同时，当需要升级控制策略时，需分别修改和验证两套代码，控制策略的迭代效率低，且容易引入主从控制不同步的问题。综上，现有的电机控制系统存在效率低和成本高的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于双mcu的电机控制系统，以解决现有的电机控制系统存在效率低和成本高的问题。

2、本发明提供了一种基于双mcu的电机控制系统，该系统包括第一mcu、第二mcu、电机和上位机，第一mcu和第二mcu的配置相同；

3、第一mcu和第二mcu均用于在首次上电时发送主从确认指令，通过主从确认指令的接收情况确定自身为主mcu或从mcu；

4、主mcu用于接收上位机下发的业务指令，判断业务指令是否需要协同执行；

5、主mcu还用于在业务指令需要协同执行时，向从mcu发送业务指令；

6、从mcu用于控制自身对应的电机执行业务指令，并将指令执行结果发送至主mcu。

7、本发明通过采用配置相同的第一mcu和第二mcu，大幅减少了开发、测试、升级迭代等全生命周期的投入，使两个mcu通过主从确认指令的发送与接收自主完成主从角色确认，无需人工配置。主从角色确认后，主mcu接收业务指令并判断是否需要协同执行，在需要协同执行时向从mcu发送该业务指令，使从mcu控制其电机执行该指令。实现了在一套代码框架下主从mcu的角色自主确认与业务协同处理，降低了代码开发、版本迭代及升级维护的工作量，在降低控制成本的同时提升了控制效率，并且降低了运维难度，增强了系统稳定性。

8、在一种可选的实施方式中，第一mcu具体用于在接收到主从确认指令时确认自身为从mcu，并向第二mcu发送第一确认信息，第一确认信息指示第二mcu为主mcu；或者，

9、第二mcu具体用于在接收到主从确认指令时确认自身为从mcu，并向第一mcu发送第二确认信息，第二确认信息指示第一mcu为主mcu。

10、本发明通过第一mcu和第二mcu是否接收到主从确认指令，自主完成角色确认，避免了人工配置错误，实现了主从角色的实时、动态确认。

11、在一种可选的实施方式中，主mcu还用于在业务指令不需要协同执行时，控制自身对应的电机执行业务指令，并存储指令执行结果。

12、本发明通过在业务指令无需协同执行时，由主mcu单独控制电机执行，并存储指令执行结果，避免了主从mcu之间不必要的通信开销，减少了控制响应延迟，在无需协同的场景下提升了控制效率。

13、在一种可选的实施方式中，主mcu和从mcu还用于存储角色标识，角色标识用于标识自身为主mcu或从mcu。

14、本发明通过存储角色标识，便于后续直接读取，有助于缩短系统启动时间，提高控制系统的上电响应效率。

15、在一种可选的实施方式中，第一mcu和第二mcu还用于在非首次上电时读取角色标识，基于角色标识确认自身为主mcu或从mcu。

16、本发明通过在非首次上电时直接读取角色标识，根据角色标识直接确认自身为主mcu或从mcu，避免了重复执行主从角色确认机制所带来的通信等待开销，减少了系统启动时间，从而使控制系统能够更快进入业务处理状态，提高了上电响应的控制效率。

17、在一种可选的实施方式中，从mcu还用于向主mcu上报从mcu状态信息；

18、主mcu还用于接收从mcu状态信息，并向上位机上报从mcu状态信息和主mcu状态信息。

19、本发明通过从mcu向主mcu上报其状态信息，从而仅利用主mcu向上位机上报状态信息，简化了上位机的通信管理复杂度，减少了通信链路开销，提升了状态监控的实时性和可靠性。

20、在一种可选的实施方式中，第一mcu和第二mcu还用于在预设等待时间内未收到主从确认指令时，重新发送主从确认指令，直至第一mcu或第二mcu接收到主从确认指令或达到预设应答时间。

21、本发明通过在预设等待时间未收到主从确认指令时进行重发，结合超时机制，可避免因瞬时通信干扰或硬件启动延迟导致的确认失败，确保角色确认机制的可靠完成。

22、在一种可选的实施方式中，主mcu具体用于在业务指令为复合指令时，将复合指令拆分为第一子指令和第二子指令；

23、主mcu具体还用于控制自身对应的电机执行第一子指令，将第二子指令发送至从mcu；

24、从mcu具体用于控制自身对应的电机执行第二子指令，并将第二子指令的指令执行结果发送至主mcu；

25、主mcu具体还用于将第一子指令的指令执行结果与第二子指令的指令执行结果合并，形成复合指令的指令执行结果。

26、本发明通过复合指令的拆分、分发、合并机制，无需上位机分别下发多条指令，简化了上位机的控制逻辑，减少了通信交互次数，提高了多电机协同控制的效率。

27、在一种可选的实施方式中，在业务指令为多个时，主mcu具体还用于将多个业务指令按照指令优先级进行排序；

28、主mcu具体还用于按照排序结果，依次判断每一业务指令是否需要协同执行，在业务指令需要协同执行时，向从mcu发送业务指令；

29、从mcu具体还用于在业务指令的优先级高于当前正在执行的业务指令的优先级时，中断当前正在执行的业务指令，控制自身对应的电机执行优先级较高的业务指令，并在执行完成后恢复执行被中断的业务指令。

30、本发明通过按照指令优先级执行业务指令，可确保高优先级的控制任务得到及时响应，避免因低优先级任务阻塞而导致关键业务指令延迟，从而提高了控制系统的实时性和响应效率。

31、在一种可选的实施方式中，在第一mcu或第二mcu被更换时，第一mcu和第二mcu还用于重新确定自身为主mcu或从mcu。

32、本发明通过在mcu发生更换时后无需人工配置即可自动重新确认主从角色，降低了因角色配置错误引发的系统异常风险，提高了硬件互换场景下的系统适应性和可靠性。

1.一种基于双mcu的电机控制系统，其特征在于，所述系统包括第一mcu、第二mcu、电机和上位机，所述第一mcu和所述第二mcu的配置相同；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一mcu具体用于在接收到所述主从确认指令时确认自身为从mcu，并向所述第二mcu发送第一确认信息，所述第一确认信息指示所述第二mcu为主mcu；或者，

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主mcu还用于在所述业务指令不需要协同执行时，控制自身对应的电机执行所述业务指令，并存储指令执行结果。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主mcu和所述从mcu还用于存储角色标识，所述角色标识用于标识自身为主mcu或从mcu。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一mcu和所述第二mcu还用于在非首次上电时读取所述角色标识，基于所述角色标识确认自身为主mcu或从mcu。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述从mcu还用于向所述主mcu上报从mcu状态信息；

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一mcu和所述第二mcu还用于在预设等待时间内未收到所述主从确认指令时，重新发送所述主从确认指令，直至所述第一mcu或所述第二mcu接收到所述主从确认指令或达到预设应答时间。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主mcu具体用于在所述业务指令为复合指令时，将所述复合指令拆分为第一子指令和第二子指令；

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述业务指令为多个时，所述主mcu具体还用于将多个业务指令按照指令优先级进行排序；

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述第一mcu或所述第二mcu被更换时，所述第一mcu和所述第二mcu还用于重新确定自身为主mcu或从mcu。