Biż-żieda kontinwa tal-ispejjeż tax-xogħol, l-użu ta 'robots minflok ħaddiema biex jagħmlu xogħol repetittiv ta' intensità għolja huwa direzzjoni importanti ta 'riċerka robotika moderna. Ir-robot tal-immanuvrar jeħtieġ li jikkoordina x-xogħol tal-mutur b'erba 'roti ta' wara u t-tagħmir ta 'l-istering tar-rota ta' quddiem fit-traċċar tan-navigazzjoni. Id-drive bil-mutur tar-robot tal-immaniġġjar għandu r-rekwiżiti speċjali tiegħu għall-applikazzjoni. Għandha rekwiżiti għoljin fuq il-prestazzjoni dinamika tal-mutur. Tista 'tilħaq il-pożizzjoni speċifikata meħtieġa għall-kontroll fi kwalunkwe ħin u twaqqaf l-apparat ta' l-istering fi kwalunkwe angolu. Il-medda tat-torque tas-sewqan tal-mutur hija kbira. L-ambjent tax-xogħol ta 'veloċità qawwija u ta' torque baxx tal-wiċċ tat-triq ċkejkna tat-tagħbija għandu wkoll kundizzjonijiet operattivi ta 'tlugħ b'tagħbija sħiħa, u jeħtieġ ukoll effiċjenza operattiva għolja. Skont ir-rekwiżiti tekniċi ta 'hawn fuq, dan id-dokument jagħżel il-mutur DC b'teknoloġija ta' kontroll maturi u regolazzjoni tal-veloċità li tiffaċilita l-veloċità bħala l-implimentazzjoni tar-robot tal-immaniġġjar.
Disinn tal-ħardwer tas-sistema 1
1.1 struttura tal-hardware tal-kontrollur tal-mutur robotiku
Il-kontrollur prinċipali juża s-STM32F107 tal-qalba Cortex-M3. Hemm 8 tajmers ġewwa l-kontrollur, li fosthom TIM1_CH1 u TIM8_CH1 huma pins avvanzati tal-arloġġ tal-kontroll, u TIM1_CH1 jintuża għall-għadd tal-kodifikatur tal-mutur. TLM8_CH1 jintuża għall-ħin ta 'referenza tal-kontroll tal-kontroll ta' l-istering. Il-labar tal-arloġġ għal skopijiet ġenerali TIM2CH1, TIM3CH1, TIM4_CH1, u TIM5_CH1 huma wżati biex jiġġeneraw il-PWM tal-ħitan tal-pont ta 'fuq u ta' isfel taċ-ċirkwit tal-mutur u tas-servo drive rispettivament.
Il-port PA0 u l-port PB0 li jqanqlu l-interruzzjoni EXIT0 huma wżati għall-protezzjoni ta 'interruzzjoni ta' kurrent żejjed tal-mutur u s-servo, rispettivament. Il-port PA1 u l-port PB1 li jqanqal l-interruzzjoni EXIT1 jintużaw għall-protezzjoni tal-limitu fuq iż-żewġ naħat tal-servo. Iċ-ċirkwit tas-sewqan tal-mutur jadotta ċ-ċomb booster bootstrap IR2103 u l-MOSFET 75N75. L-akkwist kurrenti tal-fażi tal-mutur tar-rota ta 'wara u s-servo jiġi kkonvertit f'vultaġġ bil-wajer constantan, u jintbagħat lill-pin ta' kampjunar A / D tal-STM32F107 permezz ta 'amplifikazzjoni u filtrazzjoni. ADC12_IN1 jimplimenta l-protezzjoni tal-kurrent żejjed. Permezz tal-komunikazzjoni tas-serje tal-kompjuter ospitanti jew ir-referenza tal-veloċità interna tal-programm STM32F107, tikkontrolla l-istering tal-mutur 'l quddiem u lura, veloċità u direzzjoni. Dijagramma ta 'blokk ta' l-istruttura tal-hardware tal-mutur robot ta 'l-immaniġġjar
1.2 Għażla u disinn tal-modulu
1.2.1 Disinn immaniġġjat bl-enerġija
Il-provvista ta 'l-enerġija tal-mutur hija pprovduta minn batterija 24V b'qawwa nominali ta' 240W, li hija realizzata minn erba 'ċirkuwiti pont 75N75. Il-75N75 huwa tubu tal-qawwa MOSFET b'vultaġġ massimu ta '75V, klassifikazzjoni tal-kurrent massimu ta' 75A, u ċirkwit tal-mutur.
Q1, Q4, Q2, u Q3 jiffurmaw żewġ pontijiet, rispettivament, li jikkontrollaw ir-rotazzjoni 'l quddiem u lura tal-mutur. Meta t-transistor MOS tas-sewqan fuq in-naħa għolja jinxtegħel, il-vultaġġ tas-sors u l-vultaġġ tal-fossa huma l-istess u huma ugwali għall-provvista ta 'enerġija VCC. Għalhekk, biex jinkiseb sewqan normali tat-transistor MOS, il-vultaġġ tal-bieb huwa akbar minn VCC, li jirrikjedi ċippa spinta speċjali IR2103. . Is-sinjal PWM iġġenerat mill-kontrollur jiddaħħal fil-pin HIN, u EN1 u EN2 tal-kontrollur tal-output tal-port I / O jintużaw bħala sinjali ta 'attivazzjoni. It-terminal tal-output HO jista 'jikseb vultaġġ ogħla minn VCC, u l-valur tal-vultaġġ ogħla huwa eżattament il-vultaġġ mitlub madwar il-capacitor. Id-dijodu jżid il-veloċità tal-konduzzjoni, u jagħmel ir-reżistenza on-75N75 iżgħar u tnaqqas it-telf tat-tubu tal-qalba. Fl-istess ħin, iż-żewġ portijiet ta 'ħruġ HO u LO ta' l-IR2103 għandhom funzjoni ta 'interlock biex jipprevjenu ċirkuwitu qasir ikkawżat mid-direzzjoni ta' l-armi ta 'fuq u t'isfel tal-mutur minħabba żbalji ta' softwer jew hardware.
1.2.2 Disinn tal-protezzjoni kontra l-kurrent
L-installazzjoni tal-protezzjoni tal-kurrent żejjed fis-sistema tal-kontroll tal-mutur għandha żewġ tifsiriet: wieħed huwa li jipprevjeni li l-mutur ma jkunx mgħobbi jew imblukkat waqt it-tħaddim normali tal-mutur, sabiex il-kurrent tal-istralċ tal-armatura jkun kbir wisq biex jagħmel ħsara lill-mutur jew saħansitra jikkawża nar; Meta jinbeda l-moviment tal-ispalla, il-kurrent huwa kbir ħafna, u ħafna drabi huwa impossibbli li tibda direttament. Huwa meħtieġ li wieħed jistenna li l-istralċ ta 'l-eċitazzjoni jistabbilixxi gradwalment il-kamp manjetiku u mbagħad jopera b'mod normali, u huwa mixtieq li l-mutur jiġi mċaqlaq bl-ispazju kemm jista' jkun malajr. Bi protezzjoni kontra l-kurrent, il-kurrent huwa mqatta ', li jippermetti li l-mutur jibda mingħajr periklu u malajr. L-iskematika tal-protezzjoni kontra l-kurrent hija murija fil-Figura 3.
Il-kurrent tal-fażi tal-mutur huwa kkonvertit f'sinjal ta 'vultaġġ Vtext bil-wire constantan, u l-kwantità analoga AD1 amplifikata mill-amplifikatur operattiv tintbagħat lill-kontrollur modulu ta' konverżjoni A / D, u l-kwantità diġitali EVA wara paragun mill- tintbagħat lill-kontrollur. Port ta 'interuzzjoni esterna.
