DC моторни PWM контрол технология въз основа на 80C196KC и L298N
Електродвигатели са широко използвани в различни области, поради тяхната отлична скорост Регламент изпълнение, голям започва въртящ момент и голямо претоварване способности. През последните години структурата и контрол методите на Постояннотокови двигатели претърпяха големи промени. С компютъра, въвеждане на полето контрол и появата на нови мощност електронни мощност компоненти регулиране на скоростта на PWM (pulsewidthmodulaTIon) се превърна в нов начин на DC моторни скорост регламент. И поради високата честота на превключване, стабилна работа при ниска скорост, отлични динамични характеристики, висока ефективност, и т.н., той се използва широко в DC моторни скорост регламент.
2, въз основа на принцип на работа на системата за контрол на скоростта на PWM
PWM или импулса модулация се отнася до използването на превключване характеристиките на висока мощност транзистори да модулират фиксирана напрежение DC захранване, включване и изключване на фиксирана честота и промяна на дължината на и изключване пъти в един цикъл, както е необходимо. Скоростта на мотора се контролира чрез промяна на мито цикъл на напрежението на арматура от серво DC motor да промените големината на средно напрежение. Следователно това е често наричан като превключвател за устройство.
Промяна на мито цикъл обикновено има два режима: PWM и PFM (pulsefrequencymodulaion). PWM е чрез промяна на широчината на на пулс, което е известно като фиксирана честота корекцията. PFM е постоянна ширина на пулс. Цикъл на митото се променя чрез промяна на честотата на превключване. Тъй като механични резонанс на определена честота често причинява вибрации и вой на системата, в контрола на моторни DC се използва PWM. Метод на контрол е основно.
3. хардуера проектиране на система за контрол на базата на 80C196KC и L298N
Системата за контрол на DC моторни скорост, въз основа на 80C196KC и L298N се състои от MCU минимум система, R/D конвертор, PWM мощност усилвател схема, A/D и акцепт преобразуване верига и получаване команден интерфейс схема. На минимална система на едночипов микрокомпютър приема 16-битов едночипов 80C196KC външни Разширяване интерфейс верига, която се използва главно да реализира функциите на събиране на данни, формиране на PWM и др.
3.1. въвеждане на власт интегрирана верига L298N
За да се подобри ефективността на системата и намаляване на консумацията на енергия, усилвател на мощност шофиране верига използва интегрална схема L298N на базата на биполярни H-мост пулс ширина модулация метод. L298N е високо производителни пулс ширина модулация усилвател на мощност, произведени от SGS, който има характеристиките на малкия размер и силна способност за управление. Тя съдържа два H-мост високо напрежение и висок ток мост драйвери. Тя може да управлява цялата мост на мотора в един чип и да карате мотори до 46V и под 2а.
3.2, хардуер верига DC моторни контрол система
L298N може да управлява две електродвигатели. Тъй като системата за контрол на скоростта е единична ос-структура, пълно използване на товароносимостта на мощност усилвател схема, системата може да започнете с максимално ускорение и спирачка с максимално ускорение. Продукция се използва успоредно с контролата моторни DC. Както е показано на фигура 4, входни терминали IN1 и IN3 са свързани паралелно, IN2 и IN4 са свързани паралелно, изход терминали, OUT1 и OUT3 са свързани в паралел и OUT2 и OUT4 са свързани успоредно на двата края на моторни съответно. Разреши терминала се контролира от високоскоростни изходен порт HSO1 на един чип микрокомпютър.
Един чип микрокомпютър 80C196KC дава на ШИМ сигнал според позицията линия и скоростта линия операцията резултат. ШИМ сигнал е пряко изход към IN1 (IN3) терминал, както и един канал е обърната към IN2 (IN4) чрез 7406. Когато съотношението дълг на PWM аналогов сигнал е 50 %. Положителни и отрицателни напрежения в двата края на мотора се добавят за същото време. Моторът е в състояние на микро-разклаща в тази позиция, тоест, в държавата на "мощност смазване". Когато съотношението на митото е по-голяма от 50 %, напрежението на сигнала OUTA е по-голяма от OUTB, и мотора се върти напред, иначе обратното. Следователно е необходимо да оправи продукция полярността на всяка връзка, за да формират отрицателна обратна връзка и пълен затворен цикъл контрол. Чрез промяна на PWM мито цикъл за контрол на скоростта на моторни, моторни волана също могат да бъдат променени, и контролен метод е прост и надежден. В допълнение защото мотора е от типа електрическа бобина, обратно електродвижещо се формира, когато Моторът изведнъж спира и изведнъж обръща. Да се осигури нормалното функциониране на L298N шофьор чип, два чифта продължаване между изходните клеми OUTA, OUTB и моторни DC се добавят. На потока диод шънтове актуални към положителни или земята на захранването за предотвратяване на обратно електродвижещо от вредни L298N.
3.3, противосмутителен и електромагнитна съвместимост дизайн
Когато Моторът се задвижва, на бързото превключване на основната мощност преминаването елемент причините голям процент на промяна на сегашната власт и напрежение, което не само засяга дългата верига, но също така въвежда веригата за управление чрез източника на захранване и земята. В допълнение когато Моторът започва спиране, преходно напрежение се генерира в внезапна промяна в товар and му амплитуда е също по-високи от мощност напрежение and предния ръб е стръмен честотната лента е широка и веригата за управление е вход чрез DC po Wer източник. Следователно анти заглушаване и електромагнитна съвместимост дизайн също е от решаващо значение. Системата приема мерки като сегашната плоска вълна, притриващи и екраниране.
Сегашната плоска вълна: тъй като на моментната енергия на PWM ключа е сравнително голям, RC филтър се използва за филтриране на изходния край на ШИМ мощност усилвател. Като изберете подходящи съпротива и стойности на капацитет, висока честота хармоници ефективно са подтиснати и върхово напрежение на ШИМ мощност усилвател се абсорбира. Намалена намеса;
Чеплъци: Системата увеличава филтър кондензатор в захранването захранване края. Големи и малки кондензатори се използват паралелно. Голям кондензатор раменете отделяне, филтриране и изглаждане на ниска честота, редуващи се сигнал. Малък кондензатор елиминира средна и висока честота parasitics в мрежата на веригата. Съединител, ефективно намаляване на Спайк разменяйте;
Екранировка: На електрозадвижване кабел е двойно защитен и проводници са отделени от други кабели, колкото е възможно.
4, изпълнение на софтуер за система на контрол
Системата за контрол приема комбинацията от скоростта и позиция затворен контур, и контролен метод се приема като пример за въвеждане на метода за изпълнение на софтуер. Контролата позиция се основава на класическата модула PI, пропорционални и неразделна параметри са опростени и сегментирането PI контрол е въведена. Тоест изчислените грешка е сегментирани и корекция се извършва чрез различни пропорционални и неразделна параметри в диапазон всяка грешка. Гарантира, че системата работи по-гладко и стабилно.
Специфичен софтуер прилагане поток диаграма е показана на фигура 5, тоест, след получаване на даден ъгъл команда, първо изчисляване на извадката позиция информация и даден ъгъл разлика и след това се разделят разликата n равни части, съответстващи на набор от параметри във всеки сегмент. Kp1 и ki1 участва в контролата на посредничество, изчисляване на продукцията на PI контролата и след това го конвертирате в съответната PWM стойност продукция.
5, сключването
Въз основа на контрол на DC моторни PWM система на 80C196KC и L298N, на ШИМ сигнал се генерира от едночипов микрокомпютър към властта интегрална схема L298N. Класическата PI сегментация контрола се използва да реализира контролата на мотора. Той има характеристиките на проста схема и удобен контрол. Тичане резултатите от теста показват, че системата работи стабилно и надеждно, отговаря на изискванията на функцията за регулиране на скоростта и е бил приложен успешно в множество въздушнодесантна продукти.
