(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210524964.0 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 苏州大学 地址 215000 江苏省苏州市相城区济学路8 号 (72)发明人 王宜怀　史洪玮　杨璐　刘晓升　 汪恒　刘肖　 (74)专利代理 机构 苏州见山知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32421 专利代理师 袁丽花 (51)Int.Cl. H02P 6/00(2016.01) H02P 6/08(2016.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控 制方法 (57)摘要 一种基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电 机控制方法， 其将无刷滚筒电机对应的终端软件 划分为中断线和任务线； 利用中断线与无刷滚筒 电机连接的上位机对应的用户软件进行数据交 互， 以及控制无刷滚筒电机的相位运转状态； 以 及利用任务线移植引入实时操作系统后， 将任务 线分割为主线 程、 PID线程、 保护线程、 通信线 程、 时间模式线程和位置模式线程， 再通过上述分割 得到的线程对不同电机控制任务进行处理， 上述 控制方法通过中断线和任务线分别对无刷滚筒 电机进行分立控制， 并利用任务线移植可不同的 实时操作系统， 来完成对无刷滚筒电机快捷控 制， 便于对电机进行有针对性的后期维护和升级 完善， 提高无刷滚筒电机的控制稳定性和可靠 性。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 114865953 A 2022.08.05 CN 114865953 A 1.一种基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在于， 其包括如下步 骤： 步骤S1， 将无刷滚筒电机对应的终端软件划分为中断线和任务线； 步骤S2， 利用所述中断线与无刷滚筒电机连接的上位机对应的用户软件进行数据交 互， 以及控制无刷滚筒电机的相位 运转状态； 步骤S3， 利用所述任务线移植引入实时操作系统后， 将所述任务线分割为主线程、 PID 线程、 保护线程、 通信线程、 时间模式线程和位置模式线程； 再通过上述分割 得到的线程对 不同电机控制任务进行处 理； 步骤S4， 根据每个线程对不同电机控制任务的处理结果， 通过上位机实时显示所述电 机控制任务的处 理状态。 2.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 在所述步骤S2中， 利用所述中断线与无刷滚筒电机的上位机对应的用户软件进行数据 交互， 从而控制无刷滚筒电机的相位 运转状态具体包括： 将所述中断线分割为串口中断线程和定时器中断线程； 利用所述串口中断线程与 所述上位机的用户软件进行交互， 从而接收来自所述上位机 的数据信息； 利用所述定时器中断线程， 根据来自所述上位机的数据信息包含的 电机位置信号， 控 制无刷滚筒电机进行电机换相运 转。 3.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 在所述步骤S3中， 利用所述任务线移植引入实时操作系统具体包括： 在所述任务线对应的芯片搭建实时操作系统驻留框架后， 再利用所述实时操作系统驻 留框架移植引入RT ‑Thread实时操作系统； 其中， 搭建实时操作系统驻留框架包括对所述芯 片进行启动文件修改、 链接文件配置、 驱动构件封装和中断继承处 理。 4.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 所述步骤S3还具体包括， 利用所述主线程对无刷滚筒电机的外设进行初始化处理， 其 过程为： 指示所述主线程开始工作， 关闭无刷滚筒电机的总中断， 对所述任务线对应的芯片的 GPIO构件、 UART构件和ADC构件进行初始化处 理； 对无刷滚筒电机进行系统初始化， 并中断无刷滚筒电机的外设的使能， 再开启无刷滚 筒电机的总中断， 从而完成对无刷滚筒电机的外设的初始化处 理。 5.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 所述步骤S3还具体包括， 利用所述PID线程对无刷滚筒电机进行电机闭环控制， 其过程 为： 指示所述PID线程 开始工作， 并对所述PID线程进行参数初始化； 当无刷滚筒电机开关使能后， 利用所述PID线程对无刷滚筒电机进行电机位置和电机权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114865953 A 2转速计算； 根据所述电机位置和电机转速计算的结果， 调整无刷滚筒电机的PWM占空比， 从而完成 对无刷滚筒电机的电机闭环控制。 6.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 所述步骤S3还具体包括， 利用所述保护线程对无刷滚筒电机进行电机运转保护， 其过 程为： 指示所述保护线程开始工作， 当无刷滚筒电机开关使能后， 采集无刷滚筒电机的工作 电流数据、 工作电压数据和工作温度数据； 对所述工作电流数据、 所述工作电压数据和所述工作温度数据进行 滤波处理； 对所述工作电流数据进行分析处 理， 判断无刷滚筒电机当前 是否处于过流工作状态； 对所述工作电压数据进行分析处理， 判断无刷滚筒电机当前是否处于过压工作状态或 欠压工作状态； 对所述工作温度数据进行分析处 理， 判断无刷滚筒电机当前 是否处于过 热工作状态； 若无刷滚动电机当前处于过流工作状态、 过压工作状态、 欠压工作状态或过热工作状 态， 则关闭无刷滚筒电机 。 7.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 所述步骤S3还具体包括， 利用所述通信线程实现无刷滚筒电机与上位机的信 息处理和 交互； 以及， 利用所述 时间模式线程和所述位置模式线程分别对无刷滚筒电机进行时间模式 控制和位置模式控制。 8.根据权利要求7所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 在所述步骤S3中， 利用所述时间模式线程对无刷滚筒电机进行时间模式控制， 其过程 为： 利用所述时间模式线程， 控制无刷滚筒电机以指定的速度和方向持续运行， 直到达到 预先设定的运行时间位置； 和/或， 利用所述时间模式线程， 控制无刷滚筒电机以指定周期间隔和周期总数进行运行。 9.根据权利要求7所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 在所述步骤S3中， 利用所述位置模式线程对无刷滚筒电机进行位置模式控制， 其过程 为： 利用所述 位置模式线程， 控制无刷滚筒电机以指定的速度和方向持续 运行预定距离 。 10.根据权利要求1所述的基于实时操作系统驻留的无刷滚筒电机控制方法， 其特征在 于， 在所述步骤S4中， 根据每个线程对不同电机控制任务的处理结果， 通过上位机实时显 示所述电机控制任务的处 理状态具体包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114865953 A 3