Antriebsmodul
In einem Steuersystem kann das Steuersignal den Aktuator oder den Motor nicht direkt ansteuern, da es nicht genügend Energie für den Motor zur Verfügung stellt. Das Steuersignal muss die Leistungsverstärkereinheit passieren, um den Motor anzutreiben. Es kann gesagt werden, dass die Leistungsverstärkerkomponente die Stromversorgung mit einer festen Spannung in eine durch das Steuersignal gesteuerte Energiequelle umwandelt und die Spannung, der Strom oder andere Parameter mit dem Steuersignal variieren. Es gibt drei Arten von Gleichstromleistungsverstärkern, die in Servosystemen am häufigsten verwendet werden: lineare (proportionale) Leistungsverstärker, Schaltleistungsverstärker und Thyristorleistungsverstärker. Der Schaltleistungsverstärker wird durch einen Pulsbreitenmodulationswandler moduliert, der als PWM-Modulationsverfahren bezeichnet wird.
1. PWM-Geschwindigkeitsprinzip
Der PWM-Treiber verwendet die Schalteigenschaften von Hochleistungstransistoren, um die feste Spannung der Gleichstromversorgung zu modulieren, sie bei einer festen Frequenz ein- und auszuschalten und die Länge der Ein-und Ausschaltzeiten in einem Zyklus zu ändern wie benötigt. Die Drehzahl des Motors wird durch Ändern des "Tastverhältnisses" der Spannung am Anker des Servomotors gesteuert, um die Größe der Durchschnittsspannung zu ändern. Abbildung 3 zeigt das PWM-Steuerungsschema.
2. Stromerkennungsschaltung
Der dreiphasige Statormotor des Motors wird mit einem von IR Company hergestellten Chip IR2277 getestet, um den Phasenstrom in der Motorsteuerung zu ermitteln. Der Chip verfügt über einen Signalanschluss, der mit dem DSP synchronisiert ist. Der Statorstrom wird vom Chip erfasst und an den AD-Wandler des DSP ausgegeben, und der Strom der zwei Phasen wird erfasst, wodurch die Information des Dreiphasenstroms des Stators erhalten wird. Die Abbildung zeigt das Blockschaltbild der Motorsteuerung.
3. Geschwindigkeitserkennungsschaltung
Die Geschwindigkeit wird mit einem inkrementalen Lichtschranken erfasst. Er gibt zwei Rechtecksignale A und B mit einer Phasendifferenz von 90 Grad und Nicht-Signal-Signale PA, PB und Nullimpulse PZ aus. Der fotoelektrische Kodierer wird von der orthogonalen Kodiereinheit des Ereignisverwalters im Steuersystem erfasst, und A und B sind jeweils mit den beiden Kanälen QEP1 und QEP2 der orthogonalen Dekodierungsimpulseinheit verbunden. Die Quadraturdecodierimpulseinheit QEP weist eine Richtungserfassungsfunktion auf, deren Richtungserfassungslogik unterscheidet, welche der beiden Sequenzen eine Präambelsequenz ist, und kann dann ein Richtungssignal als Richtungseingang des ausgewählten Zeitgebers erzeugen. Man beachte, dass beide Flanken der zwei Spalten von Quadratureingangsimpulsen durch die Quadraturdekodierungsimpulseinheit gezählt werden, wodurch eine Taktfrequenz erzeugt wird, die viermal so groß ist wie diejenige jeder Eingangssequenz.
4. Fazit
Die Steuerungsstruktur des DSP wird in die Hardware des Systems übernommen. Das derzeitige Design ist einfach und kompakt und kann die Anforderungen der Systemvektorsteuerung erfüllen. Gleichzeitig kann die vollständige digitale Steuerung die Steuerungsgenauigkeit, Funktion und Entstörungsfähigkeit des Systems erheblich verbessern. Aufgrund des Steuerungsalgorithmus des typischen Regelungssystems ist es schwierig, die analoge Schaltung komplexe Steuerungsalgorithmen zu implementieren. Der Laufroboter hat höhere Anforderungen an das Antriebssystem. Daher wird das DSP-basierte, vollständig digitale Motorsteuerungssystem ausgewählt, und der verwendete Chip ist schnell. Hohe Bitanzahl, große On-Chip-Speicherkapazität, spezielles Motorsteuerungsmodul und CAN-Bus-Kommunikationsfunktion, mit A / D-Umsetzungsmodul, das den Steuerungsanforderungen entspricht.
