①课题来源与背景：根据2018年桂林市科学与技术局市科[2018]64号文件下达的桂林市科学研究与技术开发计划项目“节能型油压机专用伺服控制系统开发-先进制造业高企发展”（合同编号：20180104-2）。快速高精度节能型油压机控制技术是一个很先进的控制原理,相比传统油压机,在节能和性能方面会有质的飞跃。但是整机厂在接受新技术新工艺方面存在认识和技术保障能力等方面的障碍。所以目前国内的油压机整机厂要想从传统油压机产品一步跨越到快速高精度节能型油压机产品,还不现实。目前市场比较容易接受的是对普通油压机的伺服节能技术升级,逐步接受快速、高精度、伺服节能型油压机。从节能指标上看,因为快速高精度节能油压机控制系统具有更高的电机效率、更好的伺服匹配（最佳弱磁、动态寻优控制）、更快的速度、压力和位置状态转化的特性,从而达到比普通油压机省电的目的,预计可以节电20%-40%。油压机机行业是一个很大的产业,每年新增各型油压机约2万台,市场上油压机的市场保有量约为35万台,每年消耗电量约320亿千瓦时,存在巨大的节能空间。 ②技术原理及性能指标：星辰科技凭借在油压机市场上多年的产品应用经验,依托公司强大的技术开发团队和技术实力,创新开发一种新型的、低成本的快速高精度节能型油压机控制系统。本系统通过普通的上位机（整机控制器）,配合公司的SHO-1000H/L（下位机控制器）以及伺服驱动器和伺服电机,形成的控制方案,其中上位机只需要提供通讯接口（比如CANopen、RS-485）和几个IO口即可实现与SHO-1000H/L（下位机控制器）的匹配,对上位机的要求很少,大大降低了上位机电脑和高速通讯总线的技术要求,从而降低了成本,打破国外技术垄断。本项目研发的快速高精度节能型油压机控制系统定位精度预计可以达到±0.005-0.01mm,并计划继续研发定位精度达到±0.001mm的产品,产品指标达到国际先进水平并继而达到国际领先水平。 ③技术的创造性与先进性：Ⅰ采用以32位ARM单片机为核心的嵌入式控制器,通过自主开发专用的嵌入式控制软件,替代高性能PLC、工控机等上位机,作为高精度的位置和压力控制器,实现对位置和压力的高精度控制。 Ⅱ嵌入式控制器软件基于32位ARM单片机,所有底层软件均自主研发,节省了购买嵌入式操作系统的成本费用,且底层软件运算周期＜125uS,实现不少于8000次/秒的PID调节和偏差纠正,实现高精度控制。 Ⅲ嵌入式控制器具备现场所有的参数采集和控制,数据无需通过高速总线传输到上位机,嵌入式控制器只需将需要显示数据和人工操作的动作需求与上位机进行数据交互即可,采用普通的CANOPEN总线或RS-485即达到要求。 Ⅳ嵌入式控制器软件须实现多种位置传感器信号采集处理,电机状态采集与控制,温度、速度、位置、压力的采集与控制,与上位机电脑进行数据交换。 Ⅴ基于DSP数字信号处理器为核心的油压机专用伺服驱动器,所有底层软件均自主研发,节省了购买嵌入式操作系统的成本费用,且底层软件采用基于永磁电机动态解耦数学模型的动态寻优控制方法,实现对永磁电机的高效控制。 Ⅵ嵌入式控制软件平台,实现了各个功能模块化,便于分解和集成,搭配不同的模块形成不同的伺服控制系统。可以缩短新产品的开发周,降低开发成本,提高工作效率。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性：本项目是针对油压机市场对快速高精度节能控制系统的需求,开发一种新型的、低成本的、快速高精度节能控制系统。从项目技术成熟度来看,本项目技术已经通过了围绕技术本身的配置（功能、性能、质量、工艺等）和技术在系统中的集成度（部件、单机、分系统、系统等）的阶段,正在处于对技术进行演示和验证的环境（实验室环境、 模拟使用环境、典型使用环境等）的阶段。所以本项目技术成熟度高。本项目成果适用于各种油压机,由于公司采用军品级的严格的质量管控,确保伺服产品工作的和安全。 ⑤应用情况及存在的问题：本项目为技术升级、节能环保项目,针对油压机市场对高精度位置控制的需求,开发出一种新型的、低成本的高精度油压机控制器。项目执行期间实现了节能型油压机专用伺服控制系统的小批量生产。本项目完成后,未来产业化的形成时,预计年销售规模将达到约2000万元人民币,预计可实现180万元的年利税额。同时带动周边配套产业,创造就业机会100个,将公司成为国内主要的高精度油压机控制系统科研生产基地。 ⑥获得2018年广西优秀新产品奖。