Skema ta ' iżolament kontroll vetturi bil-mutur li jużaw teknoloġija ta ' l-iCoupler
Applikazzjonijiet robotic jeħtieġu kontroll preċiż tal-muturi li jsuq ħafna magna ġonot. Is-sistema ta ' kontroll għandu bżonn ikun jaf l-pożizzjonijiet fil-pożizzjoni tal-robot armi varji u l-attwaturi biex tassigura operazzjoni sigura u affidabbli. Biex ikunu effiċjenti, jeħtieġ li tkun taf aktar dwar il-moviment tar-rotor fil-vetturi bil-mutur tad-Djar aktar fil-fond.
Mingħajr l-informazzjoni fuq l-angolu tar-rotor (faċli biex slide taħt tagħbija għolja), il-kontrollur elettronika jistgħu jipprovdu wisq kurrenti, li hi sempliċiment moħlija bis-sħana. Sabiex f'sens il-pożizzjoni u l-Istat tar-rotor, xi varjabbli importanti tal-algoritmu ta ' kontroll huwa l-livell kurrenti tal-koljaturi tal-vetturi bil-mutur. Konċettwalment, dan huwa varjabbli bi prezz baxx li huwa faċli biex jissorveljaw għaliex ikun jinvolvi biss li tipprovdi rabta mill-mutur maċ-ċirkwit tal-kontroll. Madankollu, hemm ħafna fatturi li jeħtieġu li jiġu kkunsidrati biex jiġi żgurat li s-sinjal hija eżatti kif possibbli. Żbalji jistgħu jirriżultaw fl-iskoperta mhux eżatta tal-postijiet u l-konsum ta ' enerġija miżjuda bla bżonn.
L-aktar użati komunement Sensers kurrenti fil-kontroll ta ' vetturi bil-mutur huma shunt resistors, Awla effett Sensers u trasformaturi kurrenti. L-aħħar żewġ mezzi jipprovdu iżolament, li, waqt li tiżdied l-ispiża globali, huwa importanti meta jittrattaw b ' enerġija għolja. Shunt resister ċirkwiti huma tipikament limitati għall-kejl tal-kurrent ta ' 50A jew anqas, imma għandhom il-vantaġġ li jkollu l-ogħla linearità tar-rispons fil-mezzi tat-tip ta ' senser u spiża aktar baxxa. Dawn il-mezzi huma wkoll xierqa għall-kejl AC u DC.
Riżultati eżatti u sensittivi jistgħu jinkisbu mill-igganċjar-resister shunt lill-modulatur delta-sigma. Kampjunar integrali triangolari u tekniki filtrar tgħin biex li jrażżnu l-effetti tal-ħoss għaddiena u jappoġġjaw ukoll hawn fuq riżoluzzjoni 12-bit. ADS1203 l-istrumenti Texas hija a delta-sigma modulatur disinjati għal applikazzjonijiet ta ' l-istrumentazzjoni inkluż il-kontroll ta ' vetturi bil-mutur. Dan it-tagħmir huwa modulatur-kanal wieħed, it-tieni ordni delta-sigma ddisinjati għal b analogu għal diġitali konverżjoni minn DC għal 39kHz. L-output ta ' dan il-konvertitur hija serje ta ' numri 1 u 0 tagħhom medja ta ' żmien huwa proporzjonali mal-vultaġġ analogu tad-dħul. Vantaġġ ewlieni li jintuża sinjal iffiltrat delta-sigma modulatur huwa li s-sors tal-ħoss quantization u s-sors tal-ħoss għaddiena jistgħu jinqalbu għal frekwenzi għolja, jagħmluha eħfef biex jiffiltraw mill-filtru ta ' mgħodija baxxa.
Bl-użu modulatur minflok konvertitur kompleta analogu għal diġitali, disinjaturi jistgħu jaġġustaw il-prestazzjoni filtrazzjoni diġitali biex jissodisfaw aħjar il-ħtiġiet tal-kontroll tal-vetturi bil-mutur. Dan jinkludi is-sinkronizzazzjoni stretta mal-transistors taqleb avvenimenti fiċ-ċirkuwitu H-pont li l-provvisti ta ' enerġija li l-mutur innifsu. Il-filtru innifsu jistgħu jiġu implimentati bl-użu ta ' sinjal diġitali proċessur (DSP) a, mikrokontrollur, jew qasam programmabbli gate array (FPGA), skond il-miri ta ' l-ispiża u l-prestazzjoni. Bl-użu ta ' filtru personalizzat, huwa aħjar li jagħżlu bejn il-rispons għaddiena u r-Riżoluzzjoni tal-kampjuni finali. Rata oversampling ogħla jirriżulta fl-eżattezza ogħla, iżda riżultati fir-rata aktar baxxa valur aġġornament - tnaqqis oversampling jnaqqas ir-riżoluzzjoni iżda jipprovdi l-ogħla rata tal-aġġornament.
Skont l-ipproċessar tad-data, hemm paragun b'konvertitur analogu għal diġitali tradizzjonali suċċessivi approssimazzjoni (SAR). Bl-użu ta ' konvertitur SAR, tal-kampjunar jista ' jitwettaq bl-għajnuna ta ' ċirkuwitu tal-kampjun u l-istiva, li jippermetti l-disinjatur sistema għall-kontroll strett l-ħin tal-kampjunar immedjati. Min-naħa l-oħra, il-konverżjoni integrali triangolari tuża proċess kontinwu tal-kampjuni, sabiex il-valur fil-kampjun ikun ebda żmien grillu definiti. Bil-maqlub, il-valur fil-kampjun f ' ħin fil-punt din hija medja ppeżata tas-serje tal-kampjun 1-bit valuri li jista jkun mifruxa fuq il-valur ta ' dan il-punt fiż-żmien rappreżentat minn dan il-valur fil-kampjun.
Li bitstream 1-bit l-Iffiltrar u l-estrazzjoni għal valur ta ' kampjun ta ' multi-bitstream rata aktar baxxa jista ' jsir f ' żewġ fażijiet differenti. Approċċ komuni ħafna huwa l-użu ta ' filtru ta ' SINC li twettaq iż-żewġ xogħlijiet f ' fażi waħda. L-ordni terz, komunement magħrufa bħala sinc3, hija bħalissa l-aktar komuni ta ' l-għażla għal dawn l-applikazzjonijiet.
Il-filtru huwa pjuttost somma peżata tal-valur fil-kampjun tieqa li tagħti aktar piż lill-valuri fil-kampjun fiċ-Ċentru tas-sekwenza, waqt li l-anqas piż l-kampjun tal-valuri fil-bidu u fit-tmiem tas-sekwenza. Minħabba l-influwenza tal-komponent tal-bdil tal-power transistors fil-kejl attwali, dan il-għan jeħtieġ li jiġu kkunsidrati, inkella l-algoritmu feedback se jintlaqtu mill-b'hekk u affarijiet simili.
Tar-rispons ta ' l-impuls tal-filtru sinc3 tkun simetrika mal-kontribuzzjoni tal-valur tal-kampjun qabel il-valur tal-kampjun taċ-Ċentru, u l-valur tal-kampjun taċ-Ċentru huwa l-istess kif il-valur tal-kampjun wara dan. Il-bdil tal-komponent tal-kurrent huwa wkoll simetriċi matul il-punt kurrenti medja: hekk li s-somma tal-komponenti bdil ikun żero. Jekk il-iċ-ċentru tat-tieqa tal-kampjunar huwa allineati mal-polz tas-sinkronizzazzjoni PWM użati biex isuqu l-H-pont, il-fażi korrenti huwa permess li tkun imkejla mingħajr b'hekk, imma trid tingħata attenzjoni biex jiġi żgurat li l-valuri tal-kampjun huma allineati kif jixraq waqt il-qari tad-data mill-filtru. Iffiltrar jimponi dewmien hekk li l-valur fil-kampjun tal-produzzjoni tal-filtru tkun minn multipli preċedenti perjodi taż-żmien meta jintuża l-polz tas-sinkronizzazzjoni PWM. Dan għandu impatt sinifikanti fuq il-programm ta ' l-iskedar ta ' l-softwer meta mqabbel mal-kejl ta ' kurrenti bbażati fuq SAR.
Fil-każ ta ' SAR, il-polz tas-sinkronizzazzjoni PWM jistgħu jibdew l-analogu għal diġitali konvertitur biex iwettaq serje ta ' konverżjonijiet. Meta data huwa ippreparat għal-linja ta ' kontroll, is-sistema jiġġenera interrupt u tibda tesegwixxi l-linja ta ' kontroll. Dawn il-valuri kampjun kontinwament huma ġenerati bl-użu ta ' delta-sigma modulatur u filtru, iżda valuri kampjun importanti għall-fażi ta ' kejl kurrenti huma lesti wara dewmien fiss. Haddiema jew bankijiet għandu jintuża biex jiġġeneraw interrupt meta sinjal tas-sinkronizzazzjoni PWM huwa preżenti. -Dewmien fil-valuri ta ' kampjun ta ' l-għadd huwa attwalment nofs tar-rispons ta ' impuls ta ' sinc3.
Sistema ta ' kontroll tipiku, l-effett ta ' l-istiva żero l-ordni tal-timer PWM huwa ħafna aktar minn nofs ta ' l-impuls rispons, sabiex il-filtru SINC ma jaffettwawx b'mod sinifikanti l-ħin tal-linja. Billi jużaw il-modulatur delta-sigma u filtru personalizzat, l-utent jistgħu liberament taqleb id-dewmien tal-filtru SINC biex jikseb ir-riżoluzzjoni tal-valur fil-kampjun. Din il-flessibilità hija vantaġġ kbira meta jiddisinja algoritmi ta ' kontroll ta ' vetturi bil-mutur. Is-soltu f'xi partijiet ta ' l-algoriżma huma sensittivi għal dewmien imma inqas sensittivi għall-eżattezza ta ' l-feedback. Il-bqija ta ' l-algoriżmu huwa użat flimkien ma ' aktar baxx dinamiċi u benefiċċji mill-eżattezza imma huwa inqas sensittiv għal dewmien.
Jikkunsidraw l-algoritmu kontrollur integrali proporzjonali (PI). Il-Parti P, u l-komponent jistgħu jużaw l-istess sinjal ta ' feedback. Madankollu, il-mogħdija P, u l-mogħdija jistgħu jiġu mifruda u s-sinjal tal-feedback jistgħu jingħaqdu ma ' tipi differenti ta ' l-Iffiltrar tal-funzjonijiet. Fil-kontrollur tal-PI, il-komponent P huwa prinċipalment użat li jrażżnu l-effett tal-bidla rapida tat-tagħbija u l-veloċità. Għalhekk, jeħtieġ li jkun kapaċi jirrispondi għat-tibdil rapidu fil-livelli tas-sinjal. L-I tal-komponent jiffoka fuq il-prestazzjoni ta ' l-Istat stabbli u aktar hija ffukata fuq il-preċiżjoni tal-kejl. Għalhekk, il-komponent ta ' P jistgħu jibbenefikaw minn riżoluzzjoni baxxa, aġġornament veloċi rata kurrenti feedback sinjal, jiġifieri li l-filtru tal-sinc3 għandha rata baxxa oversampling u decimation. L-I tal-komponent se jibbenefikaw minn rata oversampling ogħla u jistgħu jifilħu ż-żieda riżultanti fl-ir-rata ta ' aġġornament.
Huwa importanti li wieħed jinnota li meta tuża modulatur delta-sigma f'sistema li jittratta tagħbijiet kbar, fattur ieħor li jikkonsidra huwa l-iżolament. Għażla waħda tkun li jużaw biss l-amplifier ta ' iżolament u jużaw modulatur mhux iżolat għall-konverżjoni analogu għal diġitali, jew post-optocoupler bejn l-output tal-modulatur u l-input ta ' l-apparat għall-filtrazzjoni diġitali. Alternattivament, l-modulatur iżolati delta-sigma jistgħu jiġu magħżula. Bl-użu tal-modulatur iżolati, iċ-ċirkuwitu protezzjoni temporanju analog jistgħu jiġu eliminati billi l-filtru diġitali jistgħu wkoll jiġu kkonfigurati biex jeliminaw l-effetti temporanju.
Il-AD7403 huwa provdut mill-AnalogDevices, eżempju ta ' dan. Bl-implimentazzjoni ta ' l-ordni tat-tieni modulatur, dan it-tagħmir jippermetti għall-għażla flessibbli ta ' l-ispeċifikazzjonijiet shunt u jipprovdi aktar minn 14-il bits ta ' bits sinifikanti u ' rata ta ' nixxija output ta ' 20 MHz. Billi jużaw il-filtru xieraq diġitali, it-tagħmir tikseb a proporzjon tas-sinjal għall-ħoss ta ' 88dB fil-78,100 kampjuni/sekonda. Din l-iskema iżolament juża teknoloġija iCoupler tal-kumpanija, u l-kumpanija jippretendi li jeċċedi l-prestazzjoni ta ' l-arranġament optocoupler tipiċi.
B ' żieda ta ' fatturi bħalma huma l-iżolament u l-prestazzjoni filtrar dejjem jikber ta ' microcontrollers u strumenti logiċi programmabbli għall, disinjaturi jistgħu jkomplu Ottimizza l-kontroll ta ' vetturi bil-mutur għall-applikazzjonijiet robotic.
Jekk tixtieq tixtri a bil-mutur ta ' tagħmir mediku, jekk jogħġbok jagħti attenzjoni għal muturi mediku tal-preċiżjoni.
