DC motor PWM řízení technologie založené na 80C196KC a L298N
Stejnosměrné motory jsou široce používány v různých oblastech díky jejich vynikající rychlost nařízení výkonu, velké počáteční točivý moment a možnost silné přetížení. V posledních letech struktura a kontrolní metody DC motory prošly velké změny. S počítačem do pole ovládacího prvku a vzniku nové energie elektronických výkonových komponent regulace PWM (pulsewidthmodulaTIon) se stal nový způsob regulace DC motor otáček. A vzhledem k vysoké spínací frekvence, stabilní provoz při nízké rychlosti, vynikající dynamický výkon, vysoká účinnost, atd., to je široce používán v DC motor rychlost nařízení.
2, založený na principu pracovní systém PWM regulace otáček
PWM nebo pulsní šířková modulace odkazuje na použití spínací charakteristiky vysoce výkonných tranzistorů modulovat fixní napětí DC napájení, zapínat a vypínat s pevnou frekvencí a změnit délku zapnutí a vypnutí časy v cyklu podle potřeby. Rychlost motoru je řízen změnou pracovní cyklus napětí na kotvě motoru DC servo změnit velikost průměrné napětí. Proto to je často označován jako přepínacího zařízení jednotky.
Změna pracovní cyklus obvykle má dva režimy: PWM a PFM (pulsefrequencymodulaion). PWM je změnou šířky na impulsu, který se označuje jako úprava-frekvence. PFM je konstantní šířka na impuls. Pracovní cyklus je změnit změnou spínací frekvence. Vzhledem k tomu, mechanické rezonance na určité frekvenci často způsobuje vibrace a vytí systému PWM používá v kontrole motoru DC. Metoda řízení je především.
3. hardwarové provedení kontrolního systému založeného na 80C196KC a L298N
DC motor rychlost zabezpečovací systém založený na 80C196KC a L298N sestává z MCU minimální systémové, R/D převodník, PWM výkonový zesilovač obvod, A/D a D/A konverze okruh a přijímající příkazové rozhraní obvodu. Minimální systém jednočipový mikropočítač přijímá 16-bit jednočipové 80C196KC vnější expanze rozhraní obvodu, která se používá především k realizaci funkce získávání dat, generování PWM signálů, atd.
3.1. Úvod k moci integrovaný obvod L298N
S cílem zlepšit účinnost systému a snížit spotřebu energie, řídícím obvodem zesilovač využívá integrovaný obvod L298N založené na metodě modulace šířky pulzní bipolární H-můstek. L298N je vysoce výkonný pulsní šířka modulace výkonový zesilovač produkované SGS, který má vlastnosti, malé rozměry a silné jízdní schopnosti. Obsahuje dva H-most most vysokého napětí a vysoce aktuální ovladače. To může řídit celý most motor v jednom čipu a může řídit motory 46V a pod 2A.
3.2, DC motor řídící systém hardwaru obvod
L298N řídit dva stejnosměrné motory. Protože systém regulace otáček je jednoosý struktury, s cílem plně využít nosnost výkonový zesilovač obvod, systém začít s maximální akceleraci a brzdy s maximální akcelerací. Výstup se používá současně s ovládacím prvkem na stejnosměrný proud. Jak je znázorněno na obrázku 4, jsou paralelně připojeny vstupní svorky IN1 a IN3, IN2 a IN4 jsou spojeny paralelně, výstupní svorky OUT1 a OUT3 jsou spojeny paralelně a OUT2 a OUT4 – Ovládané jsou paralelně připojeny k oběma konci motoru respektive. Povolit terminál je řízen vysokorychlostní výstupní port HSO1 jednočipový mikropočítač.
Jednočipový mikropočítač 80C196KC dává signál PWM polohové smyčce a výsledek operace smyčky rychlosti. Signál je přímo výstup do IN1 (IN3) terminál a jeden kanál je obrácený k IN2 (IN4) až 7406. Když pracovní poměr analogový signál PWM je 50 %. Pozitivní a negativní napětí, na obou koncích motoru jsou přidány ve stejnou dobu. Motor je ve stavu mikro koktejl na této pozici, to znamená ve stavu "power mazání". Když pracovní poměr je vyšší než 50 %, napětí signálu OUTA je větší než OUTB a motor se otáčí dopředu, jinak zruší. Je tedy nezbytné srovnat Polarita výstupu každého odkazu pro negativní zpětnou vazbu a kompletní řízení s uzavřenou smyčkou. Změnou pracovní cyklus PWM kontrolovat rychlost motoru, motor řízení lze také změnit a kontrolní metodu je jednoduchý a spolehlivý. Navíc protože motor je typu Elektrická cívka, zpětné elektromotorické síly je tvořen, když motor zatrnulo a najednou se obrátí. Pro zajištění běžného provozu L298N řidič čipu, dva páry pokračování mezi výstupní svorky OUTA, jsou přidány OUTB a DC motor. Dioda toku shunty proud na pozitivní nebo na zem napájení zabránit poškození L298N zpětné elektromotorické síly.
3.3, proti rušení a elektromagnetické kompatibility design
Když motorkem, rychlé přepínání napájení hlavní Spínací prvek způsobí velké výši změnu současné síly a napětí, které nejenže ovlivňuje jízdní okruh, ale také vstoupí do řídící obvod přes napájecí zdroj a zemi. Navíc když se motor spustí, brzdění, přechodného napětí je generováno na náhlé změny v zatížení a jeho amplituda je rovněž vyšší než hodnota napájecího napětí, přední okraj je strmý a frekvenční pásmo je široké a řídící obvod je vstup přes DC po zdroje napětí. Tedy anti rušení a elektromagnetické kompatibility design je také velmi důležité. Systém přijímá opatření jako současné ploché vlny, odstraňování otřepů a stínění.
Současná vlna plochý: okamžitá energie přepínačem PWM je poměrně velký, RC filtr se používá pro filtrování na konci výstupu PWM výkonový zesilovač. Výběrem vhodných odporu a hodnoty kapacity, vysoká frekvence harmonické jsou účinně potlačeny a špičkové napětí PWM výkonový zesilovač je absorbován. Snižuje rušení;
Povrchová úprava: Systém zvyšuje filtrační kondenzátor na konci zdroj napájení. Velké a malé kondenzátory se používají současně. Velký kondenzátor ramena oddělenosti, filtrování a vyhlazení nízkofrekvenční střídavý signál. Malý kondenzátor eliminuje střední a vysoké frekvence parasitics, v síti obvod. Spojka, účinně snižuje spike odštěpkům;
Stínění: Dvakrát stíněný kabel pohonu a dráty jsou odděleny od ostatních kabelů co nejvíce.
4, implementace softwaru systému řízení
Řídicí systém přijímá kombinace rychlosti a pozici uzavřené smyčky, a metodu kontroly pozice se užívá jako příklad k zavedení metody implementace softwaru. Kontrola pozice je založena na klasické algoritmu PI, proporcionální a integrální parametry jsou zjednodušené a segmentace PI řízení je zaveden. To znamená výpočtové chybě je rozdělen a úprava se provádí různé proporcionální a integrální parametry v rámci každého chyba rozsahu. Ujistěte se, že systém běží plynuleji a stabilně.
Určité softwarové implementace vývojový diagram je znázorněn na obrázku 5, to znamená, po obdržení příkazu zadaného úhlu, nejprve vypočítat informace o vzorku pozici a rozdíl daný úhel a rozdělit rozdíl na n rovným dílem, odpovídající sadu parametrů v každém segmentu. Kp1 a ki1 podílet se na řízení mediace, výpočet výstup ovládacího prvku PI a pak ji převést na odpovídající hodnotu výstup PWM.
5, závěr
Na základě DC motoru PWM řízení systému 80C196KC a L298N PWM signál je vytvořen jednočipový mikropočítač k moci integrovaný obvod L298N. Klasický PI segmentace ovládací prvek slouží k realizovat kontrolu motoru. Má vlastnosti jednoduchých obvodů a pohodlné ovládání. Provozní výsledky testů ukazují, že systém funguje stabilně a spolehlivě, splňuje požadavky nařízení funkce rychlosti a je úspěšně využíván v několika produktech ve vzduchu.
