Teknoloġija ta 'kontroll bil-mutur DC PWM ibbażata fuq 80C196KC u L298N

Teknoloġija ta 'kontroll bil-mutur DC PWM ibbażata fuq 80C196KC u L298N

Il-muturi DC huma wżati ħafna f'diversi oqsma minħabba r-rendiment eċċellenti tagħhom fir-regolamentazzjoni tal-veloċità, it-torque li jibda 'l-kbir u l-kapaċità qawwija ta' tagħbija żejda. F'dawn l-aħħar snin, l-istruttura u l-metodi ta 'kontroll tal-muturi DC għaddew minn bidliet kbar. Bil-kompjuter li jidħol fil-qasam tal-kontroll u l-ħolqien ta 'komponenti elettroniċi tal-qawwa elettrika ġodda, ir-regolazzjoni tal-veloċità PWM (pulsewidthmodulaTIon) saret mod ġdid ta' regolazzjoni tal-veloċità tal-mutur DC. U minħabba l-frekwenza ta 'swiċċjar għolja, operazzjoni stabbli b'veloċità baxxa, prestazzjoni dinamika eċċellenti, effiċjenza għolja, eċċ., Hija użata ħafna fir-regolazzjoni tal-veloċità tal-mutur DC.

2, ibbażat fuq il-prinċipju operattiv tas-sistema ta 'kontroll tal-veloċità PWM

PWM jew il-modulazzjoni tal-wisa 'tal-polz jirreferu għall-użu tal-karatteristiċi tal-iswiċċjar ta' transisters ta 'qawwa għolja biex jimmodulaw provvista ta' kurrent DC ta 'vultaġġ fiss, attiv u mitfi b'frekwenza fissa, u jibdlu t-tul tal-ħinijiet ta' meħtieġa. Il-veloċità tal-mutur hija kkontrollata billi tbiddel iċ-ċiklu tad-dazju tal-vultaġġ fuq l-armatura tas-servo motor DC biex tibdel il-kobor tal-vultaġġ medju. Għalhekk, ħafna drabi huwa msejjaħ apparat tal-iswiċċjar.

It-tibdil taċ-ċiklu tad-dazju normalment ikollu żewġ modi: PWM u PFM (pulsefrequencymodulaion). PWM huwa billi tbiddel il-wisa 'tal-impuls, li huwa magħruf bħala l-aġġustament tal-frekwenza fissa. PFM huwa wisa 'kostanti fuq il-polz. Iċ-ċiklu tad-dazju jinbidel billi tinbidel il-frekwenza tal-bidla. Peress li r-reżonanza mekkanika bi frekwenza partikolari ħafna drabi tikkawża l-vibrazzjoni u l-ħsejjes tas-sistema, PWM jintuża fil-kontroll tal-mutur DC. Il-metodu ta 'kontroll huwa prinċipalment.

3. Disinn ta 'hardware ta' sistema ta 'kontroll ibbażata fuq 80C196KC u L298N

Is-sistema ta 'kontroll tal-veloċità tal-mutur DC ibbażata fuq 80C196KC u L298N tikkonsisti mis-sistema minima MCU, konvertitur R / D, ċirkwit amplifikatur tal-qawwa PWM, ċirkwit ta' konverżjoni A / D u D / A, u jirċievi ċirkuwitu ta 'interface kmand. Is-sistema minima tal-mikrokompjuter b'ċippa waħda tadotta ċ-ċirkwit ta 'interface estern ta' espansjoni esterna ta '16-il ċikk ta' 16-il ċippa li tintuża primarjament biex tirrealizza l-funzjonijiet tal-akkwist tad-dejta, ġenerazzjoni tas-sinjal PWM, eċċ.

3.1. Introduzzjoni għas-Circuit Integrat ta 'l-Enerġija L298N

Sabiex tittejjeb l-effiċjenza tas-sistema u jitnaqqas il-konsum tal-enerġija, iċ-ċirkwit tas-sewqan tal-amplifikatur tal-enerġija juża ċirkwit integrat L298N ibbażat fuq metodu ta 'modulazzjoni tal-wisa' tal-impulsi bipolari H-pont. L298N huwa amplifikatur tal-qawwa tal-modulazzjoni tal-wisa 'tal-impuls għoli prodott minn SGS, li għandu l-karatteristiċi ta' daqs żgħir u kapaċità qawwija tas-sewqan. Fiha żewġ sewwieqa tal-pont b'vultaġġ għoli għoli u kurrenti ta 'pont H. Hija tista 'ssuq il-pont kollu tal-mutur f'ċippa waħda u tista' ssuq il-muturi sa 46V u taħt it-2A.

3.2, ċirkwit tal-hardware tas-sistema ta 'kontroll tal-mutur DC

L298N jista 'jsuq żewġ muturi DC. Minħabba li s-sistema ta 'kontroll tal-veloċità hija struttura b'assi wieħed, sabiex tagħmel użu sħiħ mill-kapaċità tat-tagħbija taċ-ċirkwit tal-amplifikatur tal-qawwa, is-sistema tista' tibda b'aċċelerazzjoni massima u brejk b'aċċelerazzjoni massima. L-output jintuża b'mod parallel mal-mutur DC tal-kontroll. Kif muri f'Figura 4, it-terminals ta 'input IN1 u IN3 huma konnessi b'mod parallel, IN2 u IN4 huma konnessi b'mod parallel, it-terminals tal-output OUT1 u OUT3 huma konnessi b'mod parallel u OUT2 u OUT4 huma konnessi b'mod parallel maż-żewġ truf tal- mutur rispettivament. Il-permess tat-terminal huwa kkontrollat mill-port tal-output ta 'veloċità għolja HSO1 tal-mikrokompjuter taċ-ċippa waħda.

Il-mikrokompjuter taċ-ċippa waħdieni 80C196KC jagħti s-sinjal PWM skont il-linja tal-pożizzjoni u r-riżultat tal-operazzjoni tal-linja tal-veloċità. Is-sinjal PWM joħroġ direttament lit-terminal IN1 (IN3), u kanal wieħed jinqaleb lejn l-IN2 (IN4) sa 7406. Meta l-proporzjon tad-dazju tas-sinjal analogu PWM huwa 50%. Il-vultaġġi pożittivi u negattivi fiż-żewġt itruf tal-mutur huma miżjuda għall-istess ħin. Il-mutur qiegħed fi stat ta 'mikro-ħawwad f'din il-pożizzjoni, jiġifieri, fl-istat tal-lubrikazzjoni tal-qawwa. Meta l-proporzjon tad-dazju jkun akbar minn 50%, il-vultaġġ tas-sinjal OUTA huwa akbar minn OUTB, u l-mutur qiegħed idur 'il quddiem, inkella Reverse. Għalhekk, huwa neċessarju li titqiegħed il-polarità tal-ħruġ ta 'kull link sabiex tinħoloq reazzjoni negattiva u jitkompla l-kontroll tal-linja magħluqa. Billi tbiddel iċ-ċiklu ta 'ħidma PWM biex tikkontrolla l-veloċità tal-mutur, l-istering bil-mutur jista' jinbidel ukoll, u l-metodu ta 'kontroll huwa sempliċi u affidabbli. Barra minn hekk, minħabba li l-mutur huwa tat-tip tal-coil elettriku, il-forza elettromotiva tad-dahar tiġi ffurmata meta l-mutur jieqaf f'daqqa u jerġa 'lura f'daqqa. Sabiex jiġi żgurat it-tħaddim normali taċ-ċippa tax-xufier L298N, jiżdiedu żewġ pari ta 'kontinwazzjoni bejn it-terminals output OUTA, OUTB u l-mutur DC. Id-dijodu tal-fluss ifixkel il-kurrent għall-pożittiv jew l-art tal-provvista ta 'l-enerġija biex jipprevjieni l-forza elettromotiva lura milli tagħmel ħsara lis-L298N.

3.3, disinn ta 'kompatibilità elettromanjetika kontra l-interferenza u elettromanjetika

Meta l-mutur ikun misjuq, il-bidla rapida ta 'l-element tal-bidla prinċipali ta' l-enerġija tikkawża rata kbira ta 'bidla tal-kurrent ta' l-enerġija u l-vultaġġ li mhux biss jaffettwa ċ-ċirkuwitu tas-sewqan iżda jidħol ukoll fiċ-ċirkwit ta 'kontroll mis-sors ta' Barra minn hekk, meta l-mutur jibda 'ibbrejkjar, vultaġġ temporanju jiġi ġġenerat b'tibdil f'daqqa fit-tagħbija, u l-amplitudni tagħha hija wkoll ogħla mill-vultaġġ tal-provvista ta' enerġija, u t-tarf ta 'quddiem huwa wieqaf u l-frekwenza hija wiesgħa u ċ-ċirkwit tal-kontroll hija mdaħħla permezz tas-sors ta 'enerġija DC. Għalhekk, id-disinn ta 'kompatibilità elettromanjetika kontra l-imblukkar u l-imblukkar huwa wkoll kruċjali. Is-sistema tadotta miżuri bħalma huma l-mewġ ċatt attwali, it-tneħħija ta 'rimi, u l-ilqugħ.

Mewġa ċatta kurrenti: Peress li l-enerġija istantanja tal-iswiċċ PWM hija relattivament kbira, il-filtru RC jintuża għall-filtrazzjoni fit-tarf tal-output tal-amplifikatur tal-qawwa PWM. Bl-għażla ta 'valuri xierqa ta' reżistenza u ta 'capacità, il-armoniċi ta' frekwenza għolja huma effettivament imrażżna, u l-ogħla vultaġġ tal-amplifikatur tal-qawwa PWM jiġi assorbit. Interferenza mnaqqsa;

Id-deburring: Is-sistema żżid il-kapaċitatur tal-filtru fit-tarf tal-provvista tal-enerġija. Il-kapaċitaturi kbar u żgħar jintużaw b'mod parallel. L-ispedituri kbar tal-kapaċitatur id-diżakkoppjar, il-filtrazzjoni u t-twittija tas-sinjal li jalterna bi frekwenza baxxa. Il-kapaċitatur żgħir jelimina l-parassiti ta 'frekwenza medja u għolja fin-netwerk taċ-ċirkwiti. L-akkoppjar, li effettivament inaqqas ir-riħ spike;

Ilqugħ: Il-kejbil tas-sewqan tal-mutur huwa doppjament protett u l-wajers huma separati minn kejbils oħra kemm jista 'jkun.

4, l-implimentazzjoni tas-softwer tas-sistema ta 'kontroll

Is-sistema ta 'kontroll tadotta l-kombinazzjoni tal-veloċità u tal-pożizzjoni magħluqa, u l-metodu tal-kontroll tal-pożizzjoni jittieħed bħala eżempju biex jiġi introdott il-metodu ta' implimentazzjoni tas-softwer. Il-kontroll tal-pożizzjoni huwa bbażat fuq l-algoritmu tal-kontroll klassiku PI, il-parametri proporzjonali u integrali huma ssimplifikati, u l-kontroll tas-segmentazzjoni PI huwa introdott. Jiġifieri, l-iżball ikkalkulat huwa segmentat, u l-aġġustament jitwettaq b'parametri differenti u integrali f'kull firxa ta 'żball. Tiżgura li s-sistema taħdem mingħajr xkiel u b'mod stabbli.

Il-mappa speċifika tal-fluss tal-implimentazzjoni tas-softwer tidher f'Figura 5, jiġifieri wara li tirċievi l-kmand tal-angolu mogħti, l-ewwel ikkalkula l-informazzjoni dwar il-pożizzjoni fil-kampjun u d-differenza fl-angolu mogħti, u mbagħad taqsam id-differenza f'n partijiet indaqs, f'kull segment. Kp1 u ki1 jipparteċipaw fil-kontroll tal-medjazzjoni, ikkalkula l-output tal-kontroll PI u mbagħad tikkonvertih fil-produzzjoni tal-valur PWM korrispondenti.

5, il-konklużjoni

Ibbażat fuq is-sistema ta 'kontroll PWM bil-mutur DC ta' 80C196KC u L298N, is-sinjal PWM jiġi ġġenerat mill-mikrokompjuter b'ċippa waħda għaċ-ċirkwit integrat tal-qawwa L298N. Il-kontroll klassiku tas-segmentazzjoni PI jintuża biex jitwettaq il-kontroll tal-mutur. Għandu l-karatteristiċi ta 'ċirkwit sempliċi u kontroll konvenjenti. Ir-riżultati tat-test li jmexxu juru li s-sistema taħdem b'mod stabbli u affidabbli, tissodisfa r-rekwiżiti tal-funzjoni tar-regolazzjoni tal-veloċità, u ġiet applikata b'suċċess f'ħafna prodotti fl-ajru.