一种具有跨通道协同管理功能的集成式多通道电机驱动系统的制作方法

本申请涉及电机驱动控制，尤其涉及一种具有跨通道协同管理功能的集成式多通道电机驱动系统。

背景技术：

1、集成式多通道电机驱动器中，多颗集成式驱动芯片与主控处理单元共板布局，各通道共用输入电源。现有此类驱动器普遍采用各通道独立控制的架构，各驱动通道的检测信号仅用于本通道的过流保护，通道之间的状态信息互不可见。

2、上述架构在多通道并行运行时存在技术矛盾：各驱动芯片的散热路径相互耦合，高负载通道的热量缩减相邻通道结温裕量，系统仅在触发芯片内部热关断后被动响应；多通道同时启动时共用电源承受瞬时大电流冲击，可能引发电源电压跌落导致全部通道非预期关断。因此，现有多通道电机驱动器缺少基于多通道检测信号聚合的跨通道协同调度机制。

技术实现思路

1、针对现有集成式多通道电机驱动器中各驱动通道独立控制、通道间缺乏基于检测信号聚合的协同调度机制，导致多通道并行运行时存在热耦合无管理和功率竞争无仲裁的不足，本申请提供了一种具有跨通道协同管理功能的集成式多通道电机驱动系统。该系统通过在主控处理单元中构建多通道状态聚合结构汇集各驱动通道的检测信号，由协同决策引擎基于聚合信息执行跨通道资源调度和负载状态判别，并对各驱动通道执行分级保护响应，能够在芯片内部保护阈值之前主动进行协同调度，使多通道驱动器从独立通道的简单叠加升级为具有协同感知和自适应调度能力的集成系统。具体地，本申请提供了以下技术方案：

2、本申请提供了一种具有跨通道协同管理功能的集成式多通道电机驱动系统，包括主控处理单元和与所述主控处理单元连接的多个驱动通道，每个所述驱动通道包括用于驱动电机并输出检测信号的集成式驱动芯片，所述系统还包括：配置于所述主控处理单元中的多通道状态聚合结构，用于汇集各所述驱动通道的检测信号；配置于所述主控处理单元中的协同决策引擎，用于基于所述多通道状态聚合结构中的检测信号执行跨通道资源调度，以确定各所述驱动通道的输出限制参数；负载状态判别模块，用于根据各所述驱动通道的检测信号的统计特征确定负载状态；以及分级保护响应模块，用于根据所述负载状态对各所述驱动通道执行至少两个等级的分级保护。

3、可选地，所述跨通道资源调度包括：根据各所述驱动通道的检测信号的历史值估算各所述驱动通道对应的热状态，当所述热状态超过预设阈值时，降低对应驱动通道的输出限制参数。

4、可选地，所述根据各所述驱动通道的检测信号的历史值估算各所述驱动通道对应的热状态，包括：基于各所述驱动通道的检测信号平方值的指数加权累积，确定各所述驱动通道的估算结温。

5、可选地，所述跨通道资源调度还包括：当多个所述驱动通道同时请求启动时，按预设规则依次释放各所述驱动通道的启动许可。

6、可选地，所述根据各所述驱动通道的检测信号的统计特征确定负载状态，包括：基于滑动窗口内所述检测信号的均值和变异程度，确定各所述驱动通道是否处于至少一种异常负载状态。

7、可选地，所述分级保护包括：通道级保护，用于当所述驱动通道的负载状态为异常时，降低该驱动通道的输出限制参数；跨通道协同保护，用于当所述驱动通道进入停机保护时，将该驱动通道释放的功率余量重新分配给其余驱动通道。

8、可选地，所述系统还包括通讯单元，所述通讯单元用于接收外部控制指令并上报各所述驱动通道的运行状态。

9、可选地，所述通讯单元还用于接收远程配置参数，所述远程配置参数经校验后写入非易失存储器。

10、本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述系统中所述协同决策引擎、所述负载状态判别模块和所述分级保护响应模块的功能。

11、本申请提供的集成式多通道电机驱动系统具有如下有益效果：

12、通过在主控处理单元中设置多通道状态聚合结构，将原本各驱动通道独立且互不可见的检测信号统一汇集，使得协同决策引擎能够获取全部驱动通道的实时工作状态，从而消除了现有技术中通道间的信息隔离壁垒。所述协同决策引擎基于多通道聚合信息执行跨通道资源调度，在各驱动芯片内部保护电路触发之前即可主动调整各驱动通道的输出限制参数，将现有技术中被动的、突发的芯片级保护响应转变为主动的、渐进的系统级协同调度。同时，通过对检测信号进行统计特征提取实现负载状态判别，使得同一检测信号在承担电流限制功能之外还提供负载感知信息，实现了检测信号的功能复用。所述分级保护响应模块在负载状态判别结果的基础上执行至少两个等级的保护动作，能够在通道级和跨通道级分别实施差异化保护策略，故障通道释放的功率余量可重新分配给其余正常运行的驱动通道，避免单通道故障引发系统级连锁失效。

1.一种具有跨通道协同管理功能的集成式多通道电机驱动系统，包括主控处理单元和与所述主控处理单元连接的多个驱动通道，每个所述驱动通道包括用于驱动电机并输出检测信号的集成式驱动芯片，其特征在于，所述系统还包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述跨通道资源调度包括：根据各所述驱动通道的检测信号的历史值估算各所述驱动通道对应的热状态，当所述热状态超过预设阈值时，降低对应驱动通道的输出限制参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述根据各所述驱动通道的检测信号的历史值估算各所述驱动通道对应的热状态，包括：基于各所述驱动通道的检测信号平方值的指数加权累积，确定各所述驱动通道的估算结温。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述跨通道资源调度还包括：当多个所述驱动通道同时请求启动时，按预设规则依次释放各所述驱动通道的启动许可。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述跨通道资源调度还包括：计算各所述驱动通道的总功率，当所述总功率超过系统功率预算的预设比例时，对所有所述驱动通道的输出限制参数执行等比例缩减。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据各所述驱动通道的检测信号的统计特征确定负载状态，包括：基于滑动窗口内所述检测信号的均值和变异程度，确定各所述驱动通道是否处于至少一种异常负载状态。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分级保护包括：

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通讯单元，所述通讯单元用于接收外部控制指令并上报各所述驱动通道的运行状态。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述通讯单元还用于接收远程配置参数，所述远程配置参数经校验后写入非易失存储器。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的系统中所述协同决策引擎、所述负载状态判别模块和所述分级保护响应模块的功能。