一种电压跌落后自动检测复位的控制系统及方法

摘要

本发明涉及电子控制系统技术领域，提出一种电压跌落后自动检测复位的控制系统及方法。该系统包括控制电源、电压采样及处理电路以及微控制单元。其中当系统检测到控制电源电压跌落至一定阈值时，会切断部分电源负载电路，避免系统因电源过低而彻底损坏，同时微控制单元还在工作，保证了主控芯片内核正常以及通讯的正常工作，保障了控制器的基础功能。当控制电源电压恢复到正常电压时，系统将自动清除并复位故障信号使系统可以恢复正常工作。

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及电子控制系统技术领域。具体而言，本发明涉及一种电压跌落后自动检测复位的控制系统及方法。

背景技术

电压跌落是现有的电子控制系统中的一种常见现象，其是指电子控制系统的电源电压的幅值在某一时刻会突然下降至正常工作的范围以下，经过很短的时间后又恢复到正常水平。目前，电压跌落已成为影响电子控制系统正常运行的突出问题之一。

由于电压跌落现象难以从根本上加以消除，因此需要提出一种在电压跌落时从电子系统软件和硬件上保护系统以免于系统损坏的方法。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种电压跌落后自动检测复位的控制系统，其特征在于，包括：

控制电源，其被配置为向电机提供控制电压；

电压采样及处理电路，其被配置为检测所述控制电压，根据所述控制电压生成电压信号，并且将所述电压信号传输至微控制单元；以及

微控制单元，其被配置为执行下列动作：

根据所述电压信号确定所述控制电压的数值；

当电压跌落后所述控制电压低于电压阈值时使所述电机停止运行；以及

当所述控制电压高于电压阈值时使所述电机可以恢复运行。

在本发明一个实施例中规定，所述电压跌落后自动检测复位的控制系统还包括：

隔离处理模块以及充放电电路，所述隔离处理模块以及充放电电路被配置为对所述控制电压进行处理以形成提供给电机的低压负载。

在本发明一个实施例中规定，所述电压跌落后自动检测复位的控制系统还包括：

使能信号模块，其被配置为向电机发送使能信号以使电机运行。

在本发明一个实施例中规定，所述电压跌落后自动检测复位的控制系统还包括电机驱动电路以及电机保护电路，其中当电压跌落后所述微控制单元被配置为执行下列动作：

当所述控制电压低于电压阈值时，设置故障状态标志，使所述电机停止运行，并且使电机驱动电路以及电机保护电路停止运行；以及

当所述控制电压高于电压阈值时，清除故障状态标志，使所述电机驱动电路以及电机保护电路恢复运行。

在本发明一个实施例中规定，当故障状态标志清除，所述电机驱动电路以及电机保护电路恢复运行时，所述使能信号模块被配置为向电机发送使能信号以使恢复电机运行。

本发明还提出一种电压跌落后自动检测复位的控制方法，包括下列步骤：

由控制电源向电机提供控制电压；

由电压采样及处理电路检测所述控制电压，根据所述控制电压生成电压信号，并且将所述电压信号传输至微控制单元；以及

由微控制单元执行下列动作：

根据所述电压信号确定所述控制电压的数值；

当电压跌落后所述控制电压低于电压阈值时使所述电机停止运行；以及

当所述控制电压高于电压阈值时使所述电机恢复运行。

在本发明一个实施例中规定，当电压跌落后由所述微控制单元执行下列动作：

当所述控制电压低于电压阈值时，设置故障状态标志，使所述电机停止运行，并且使电机驱动电路以及电机保护电路停止运行；以及

当所述控制电压高于电压阈值时，清除故障状态标志，使所述电机驱动电路以及电机保护电路恢复运行。

在本发明一个实施例中规定，当故障状态标志清除，所述电机驱动电路以及电机保护电路恢复运行时，由所述使能信号模块向电机发送使能信号以使恢复电机运行。

本发明至少具有如下有益效果：本发明提出一种电压跌落后自动检测复位的控制系统及方法，当系统检测到控制电源电压跌落至一定阈值时，会切断部分电源负载电路，避免系统因电源过低而彻底损坏，同时MCU还在工作，保证了主控芯片内核正常以及通讯的正常工作，保障了控制器的基础功能。当控制电源电压恢复到正常电压时，系统将自动清除并复位故障信号使系统可以恢复正常工作。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出了实现根据本发明的系统和/或方法的计算机系统。

图2示出了本发明一个实施例中一个电压跌落后自动检测复位的控制系统的模块示意图。

图3示出了本发明一个实施例中一个电压跌落后自动检测复位的控制系统的控制流程示意图。

图4示出了本发明一个实施例中一个电压跌落后自动检测复位的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

图1示出了实现根据本发明的系统和/或方法的计算机系统100。如非特殊说明，根据本发明的方法和/或系统可以在图1所示的计算机系统100中执行以实现本发明目的，或者本发明可以在多个根据本发明的计算机系统100中通过网络、如局域网或因特网分布式地实现。本发明的计算机系统100可以包括各种类型的计算机系统、例如手持式设备、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费者电子设备、网络PC、小型机、大型机、网络服务器、平板计算机等等。

如图1所示，计算机系统100包括处理器111、系统总线101、系统存储器102、视频适配器105、音频适配器107、硬盘驱动器接口109、光驱接口113、网络接口114、通用串行总线(USB)接口112。系统总线101可以是若干种总线结构类型的任一种，例如存储器总线或存储器控制器、外围总线以及使用各类总线体系结构的局部总线。系统总线101用于各个总线设备之间的通信。除了图1中所示的总线设备或接口以外，其它的总线设备或接口也是可设想的。系统存储器102包括只读存储器(ROM)103和随机存取存储器(RAM)104，其中ROM 103例如可以存储用于在启动时实现信息传输的基本例程的基本输入/输出系统(BIOS)数据，而RAM 104用于为系统提供存取速度较快的运行内存。计算机系统100还包括用于对硬盘110进行读写的硬盘驱动器109、用于对诸如CD-ROM之类的光介质进行读写光驱接口113等等。硬盘110例如可以存储有操作系统和应用程序。驱动器及其相关联的计算机可读介质为计算机系统100提供了计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性存储。计算机系统100还可以包括用于图像处理和/或图像输出的视频适配器105，其用于连接显示器106等输出设备。计算机系统100还可以包括用于音频处理和/或音频输出的音频适配器107，其用于连接扬声器108等输出设备。此外，计算机系统100还可以包括用于网络连接的网络接口114，其中网络接口114可以通过诸如路由器115之类的网络装置连接到因特网116，其中所述连接可以是有线或无线的。另外，此外，计算机系统100还可以包括用于连接外围设备的通用串行总线接口(USB)112，其中所述外围设备例如包括键盘117、鼠标118以及其它外围设备、例如麦克风、摄像头等。

当本发明的至少部分流程、例如微控制单元的控制流程在图1所述的计算机系统100上实现时，可以在系统检测到控制电源电压跌落至一定阈值时，切断部分电源负载电路，避免系统因电源过低而彻底损坏，同时MCU还在工作，保证了主控芯片内核正常以及通讯的正常工作，保障了控制器的基础功能。当控制电源电压恢复到正常电压时，系统将自动清除并复位故障信号使系统可以恢复正常工作。应当指出，本发明的另一部分流程可以由专用电路来实现，例如电压采样可以由电压采样电路来实现。

此外，可以把各实施例提供为可包括其上存储有机器可执行指令的一个或多个机器可读介质的计算机程序产品，这些指令在由诸如计算机、计算机网络或其他电子设备等的一个或多个机器执行时，可以引起一个或多个机器执行根据本发明的各实施例的操作。机器可读介质可以包括但不限于软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘只读存储器)和磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁或光卡、闪速存储器或适用于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。

此外，可以作为计算机程序产品下载各实施例，其中可以经由通信链路(例如，调制解调器和/或网络连接)由载波或其他传播介质实现和/或调制的一种或多种数据信号把程序从远程计算机(例如，服务器)传输给请求计算机(例如，客户机)。因此，在此所使用的机器可读介质可以包括这样的载波，但这不是必需的。

在本发明中，根据本发明的系统的各模块可以使用软件、硬件、固件或其组合来实现。当模块使用软件来实现时，可以通过计算机程序流程来实现模块的功能，例如模块可以通过存储在存储设备(如硬盘、内存等)中的代码段(如C、C++等语言的代码段)来实现，其中当所述代码段被处理器执行时能够实现模块的相应功能。当模块使用硬件来实现时，可以通过设置相应硬件结构来实现模块的功能，例如通过对现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等可编程器件进行硬件编程来实现模块的功能，或者通过设计包括多个晶体管、电阻和电容等电子器件的专用集成电路(ASIC)来实现模块的功能。当模块使用固件来实现时，可以将模块的功能以程序代码形式写入设备的诸如EPROM或EEPROM之类的只读存储器中，并且当所述程序代码被处理器执行时能够实现模块的相应功能。另外，模块的某些功能可能需要由单独的硬件来实现或者通过与所述硬件协作来实现，例如检测功能通过相应传感器(如接近传感器、加速度传感器、陀螺仪等)来实现，信号发射功能通过相应通信设备(如蓝牙设备、红外通信设备、基带通信设备、Wi-Fi通信设备等)来实现，输出功能通过相应输出设备(如显示器、扬声器等)来实现，以此类推。

图2示出了本发明一个实施例中一个电压跌落后自动检测复位的控制系统的模块示意图。如图2所示，该系统包括控制电源、隔离处理模块、充放电电路以及电压采样及处理电路。

所述控制电源可以是24V直流电源，所述控制电源提供的电流流经隔离处理模块以及充放电电路之后形成提供给电机的低压负载。电压采样及处理电路可以采样控制电源的电压瞬时值，并且经过信号处理后将检测数据送入MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)的AD(Analog Digital，模数)端口，供MCU进行低压电源数据分析与诊断。

在所述控制电源上电后，系统开始初始化。在没有收到使能信号状态，电机等负载不会运行，当系统检测到电机运行的使能信号后，电机开始运行。

控制系统可以使用抗干扰能力强的CAN通讯控制方式，使系统在接收电机使能信号后可以稳定可靠运行。此外，其他总线协议或网络也是可设想的，例如Profinet、Profibus、Ethernet/ip、Ethercat等等

当控制系统检测到电压瞬时值低于设定阈值时，电机的驱动电源停止工作，控制器报电源故障，硬件保护故障停机。

图3示出了本发明一个实施例中一个电压跌落后自动检测复位的控制系统的控制流程示意图。如图3所示，其中包括：

步骤一、系统上电进行初始化，电机负载停机。

步骤二、系统上电满足条件后进入准备好状态，等待系统使能信号，此时电机负载仍处于停机状态。

步骤三、在接收到使能信号后，系统正常工作，电机负载正常运行。

步骤四、当系统检测到控制电压低于设定阈值时，使电机负载停机，置位系统故障标志位，部分电路(例如电机驱动电路，电机保护电路等)停止工作。

步骤五、当电源恢复到最低工作电压后(也就是说控制电压高于阈值)，控制系统自动清除故障标志，使系统进入准备好状态，等待系统运行的使能信号。

该系统通过低压采样电路实时监测控制电源电压信号，并且通过MCU根据控制电源电压信号对系统进行诊断，并且可以自动复位故障。具体而言，其可以根据监测到的系统控制电源的电压信号，实时对系统做出诊断，一旦电源电压跌落到一定阈值，将会切断部分电源负载电路，避免系统因电源过低而彻底损坏，同时MCU还在工作，保证了主控芯片内核正常以及通讯的正常工作，保障了控制器的基础功能。当控制电源电压恢复到最低工作电压后，系统将自动清除并复位故障信号，使系统重新进入准备好状态。只要系统接收到工作的使能信号，系统就可以正常工作。

图4示出了本发明一个实施例中一个电压跌落后自动检测复位的控制方法的流程示意图。如图4所示，该方法可以包括下列步骤：

步骤401、由控制电源向电机提供控制电压。

步骤402、由电压采样及处理电路检测所述控制电压，根据所述控制电压生成电压信号，并且将所述电压信号传输至微控制单元。

步骤403、由微控制单元根据所述电压信号确定所述控制电压的数值。

步骤404、由微控制单元在电压跌落后所述控制电压低于电压阈值时使所述电机停止运行。

步骤405、由微控制单元在所述控制电压高于电压阈值时使所述电机恢复运行。

其中当所述控制电压低于电压阈值时，微控制单元设置故障状态标志，使所述电机停止运行，并且使电机驱动电路以及电机保护电路停止运行；当所述控制电压高于电压阈值时，微控制单元清除故障状态标志，使所述电机驱动电路以及电机保护电路恢复运行；当故障状态标志清除，所述电机驱动电路以及电机保护电路恢复运行时，由所述使能信号模块向电机发送使能信号以使恢复电机运行。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。