北京和利時電機技術有限公司自主研發的多自由度運動控制系統，采用全新的控制算法，創新的實現了智能再生制動、過載自動降載、掉電動態制動、電網電壓補償和網絡化通訊等關鍵技術功能，系統將網絡化伺服電機驅動器和MBOX通訊控制板卡，通過CAN總線和以太網總線技術的完美結合，實現了設備的多平臺、多自由度、高速度、高可靠的運行控制。系統組網方便靈活，可擴展性強，可廣泛用于動感平臺、運動模擬、飛行模擬、駕駛模擬、并聯機器人、舞臺、噴泉等多自由度運動平臺領域。

1、關鍵技術和創新內容
   我們從系統的數學模型出發，提出并實踐了一系列先進的控制策略和多項關鍵技術創新內容：
●隱極式PMSM無電流傳感器調速技術（已獲發明專利）
   提出了直軸電壓指令值等于零的新型控制策略，實現了伺服電機的速度環無電流傳感器矢量控制。
●基于最大功率的VSI瀉放電阻制動技術（已獲發明專利）
   提出了一種新的制動控制方法，通過電壓因子通道和功率因子通道的聯合設計，實現了制動電阻的優化瀉放控制。
●基于寄存器訪問的CAN總線應用層通訊協議設計（已獲發明專利）
   根據CAN總線數據鏈路層的特點，構建了CAN總線應用層通訊的三種模式，創建了CAN節點信息交換寄存器模型，提出了一個完整的基于寄存器訪問方式的應用層通訊協議。
●用于動感影院特效播映系統的以太網通訊方法及系統（發明專利實審中）
   特效傳輸的以太網數據通訊采用UDP通訊協議，通過MAC地址，IP地址，以及用戶特殊定義的UDP源端口號和目標端口號實現以太網數據的流向控制。

●伺服驅動過載自動降載（待申請專利）
   具有過載自動降載算法，過載自動降載技術能夠使伺服電機在過載時自動降為額定力矩輸出而不是報警停機，保證了整個系統的連續和穩定運行。
●完全無限位傳感器初始定位技術（待申請專利）
   運用獨特的伺服驅動技術，實現了完全無限位傳感器模式，使整個系統的穩定性大大提高。
●電網電壓補償技術
   通過電網電壓補償技術，保證動感平臺運動控制的穩定性和適應性。
●動態制動控制技術
   通過動態制動控制技術，提供掉電情況下的額外安全防護。
2、系統組成及功能特點
   多自由度運動控制系統由網絡化伺服電機驅動器和MBOX通訊控制板卡組成，運用CAN總線和以太網總線技術，實現設備的多平臺、多自由度、高速度、大容量的運行控制。
（1）網絡化伺服驅動系統
   網絡化伺服驅動系統采用TI最新的32位含浮點運算能力的雙核數字信號處理芯片，采用全新的伺服控制算法，對永磁同步伺服電機的位置、速度、加速度和輸出轉矩進行精確控制。
網絡化伺服驅動系統特點：
? 通用運動控制功能: 位置/速度/力拒控制, 模式切換
? 快速的電流環浮點CLA內核處理，具有良好的動態跟隨性。
? 內置電網電壓補償控制，自動適應電網電壓的波動。
? 內置2路可選共振低通濾波，以及2級共振陷波濾波器，有效應對機械共振。
? 內置專有智能再生制動控制技術。
? 內置轉矩觀測器技術，自動適應負載的變化。
? 控制增益可切換或內部自適應匹配。
? 內置動態制動控制，為驅動提供額外的安全防護。
? 具有過載自動降載算法，可參數化選擇是否過載保護，以及參數化設置自動平滑降載及恢復過載能力。
? 支持MODBUS協議的 RS232及RS485通訊接口，直接與上位機和觸摸屏等通訊。
? 支持CAN總線接口，內置專有通訊協議，方便客戶定制使用。
? 控制端口支持軟件方式分配、邏輯設置、可編程濾波，使用靈活方便可靠。
? 脈沖模擬量接口, 脈沖輸入頻率最高可達1MHZ.
? 2路模擬量輸出可觀測驅動器內部狀態，方便現場調試。
? 內置功率器件溫度監控和過流，過壓以及過熱等保護，確保可靠驅動。
? 具有歷史故障記錄等可靠性管理功能。
（2）MBOX通訊控制器
   MBOX是一款專為伺服網絡化控制應用開發的一款以太網到CAN總線的雙向數據傳遞的，含有RS232或RS422，12路數字輸出，2路模擬輸出，8路數字輸入等信號接口的多功能應用板卡。其中的CAN總線采用了電氣隔離技術，確保總線驅動的可靠與安全。
（3）HS伺服驅動系統與MBOX通訊控制板卡構成的網絡化控制系統
   網絡化伺服驅動系統，提供了3種總線接口，包括RS232，RS485以及CAN總線。其中RS232接口是標準配置的通訊接口；RS485和CAN總線是選配的通訊接口，采用了電氣隔離及瞬態電壓抑制保護技術，具有良好的電磁兼容性和可靠性。RS232和RS485接口的通訊協議是工業常用的MODBUS RTU協議；CAN總線接口的通訊協議是本公司具有自主知識產權的CAN總線通訊方法。
網絡化伺服驅動系統加強了總線模式下的控制功能，支持RS232，RS485以及CAN總線接口的多種總線模式控制，包括：
●總線接口的轉矩模式控制
●總線接口的轉速模式控制
●總線接口的相對位置模式控制
●總線接口的絕對位置模式控制
   標準配置的RS232接口實現網絡化伺服驅動系統與上位機或觸摸屏的點到點通訊，可實現對伺服驅動系統的狀態監視、參數讀寫以及總線模式的控制。當用戶要求網絡化伺服驅動系統組網運行時，可選擇RS485總線或CAN總線。
   下圖是網絡化伺服驅動系統通過CAN總線和MBOX通訊控制器構成網絡化伺服控制系統的典型構架。MBOX與上位計算機之間通過交換機實現以太網的通訊，MBOX與伺服驅動器之間實現CAN總線的通訊。另外，MBOX還可以與本地計算機或觸摸屏實現基于通過RS232等接口的MODBUS通訊，便于監控和調試。同時, MBOX還可以提供8路數字輸入，12路數字輸出及2路模擬量輸出接口，便于通過以太網總線實現低成本的數字及模擬接口數據采集和控制。