DC mootor PWM juhtimistehnoloogia põhineb 80C196KC ja L298N

DC mootor PWM juhtimistehnoloogia põhineb 80C196KC ja L298N

Alalisvoolumootoreid kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades tänu oma suurepärasele kiiruse reguleerimisele, suurele pöördemomendile ja suurele ülekoormusele. Viimastel aastatel on alalisvoolumootorite konstruktsioon ja kontrollimeetodid läbi teinud suuri muutusi. Juhul, kui arvuti siseneb juhtväljale ja uute elektrienergia elektrooniliste komponentide tekkimine, on PWM (pulsilaiusmodulatsioon) kiiruse reguleerimine saanud alalisvoolu mootori kiiruse reguleerimise uueks viisiks. Ja kuna kõrge lülitus sagedus, stabiilne töö väikese kiirusega, suurepärane dünaamiline jõudlus, kõrge efektiivsus jne, kasutatakse seda laialdaselt alalisvoolu mootori kiiruse reguleerimisel.

2, mis põhineb PWM kiiruse kontrollsüsteemi tööpõhimõttel

PWM või impulsi laiuse modulatsioon viitab suure võimsusega transistoride lülitusomaduste kasutamisele püsipingega alalisvoolu toiteallika moduleerimiseks, fikseeritud sagedusel sisse lülitamiseks ja välja lülitamiseks ning tsükli sisse- ja väljalülitusaegade pikkuse muutmiseks tsüklis vajalik. Mootori kiirust kontrollitakse, muutes pinge töötsüklit DC-servo-mootoril, et muuta keskpinge suurust. Seetõttu nimetatakse seda tihti lülitusseadmeks.

Töötsükli muutmiseks on tavaliselt kaks režiimi: PWM ja PFM (pulsefrequencymodulaion). PWM on muutes impulsi laiust, mida tuntakse fikseeritud sageduse reguleerimisega. PFM on pidev impulsi laius. Töötsüklit muudetakse vahetades sagedust. Kuna teatavas sageduses esinev mehaaniline resonants põhjustab sageli süsteemi vibratsiooni ja vallutust, kasutatakse alalisvoolumootori juhtimiseks PWM-i. Kontrollimeetod on peamiselt.

3. Kontrolli süsteemi riistvara disain, mis põhineb standarditel 80C196KC ja L298N

DC-mootori kiirusjuhtimissüsteem, mis põhineb 80C196KC-l ja L298N-il, koosneb MCU minimaalsest süsteemist, R / D-muundurist, PWM võimsusvõimendi ahelast, A / D ja D / A konversiooniringist ning käsuliideseahelast. Ühe kiibi mikroarvuti minimaalne süsteem võtab kasutusele 16-bitise ühe kiibiga 80C196KC välise paisumisliidese ahela, mida kasutatakse peamiselt andmete kogumise, PWM signaali genereerimise jne funktsioonide realiseerimiseks.

3.1. Sissejuhatus integreeritud vooluahelasse L298N

Süsteemi tõhususe parandamiseks ja elektritarbimise vähendamiseks kasutab võimsusvõimendi juhtimisahel integraallülitust L298N, mis põhineb bipolaarse H-silla impulsi laiuse modulatsioonimeetodil. L298N on SGS-i toodetud suure võimsusega impulsi laiuse modulatsiooni võimsusmuundur, millel on väikeste mõõtmete ja tugevate sõidusuutlikkustega omadused. See sisaldab kahte H-silla kõrgepinge ja suure voolu silla draivereid. See võib juhtida kogu mootori silla ühes kiibis ja sundida mootoreid kuni 46 V ja alla 2 A.

3.2, alalisvoolu mootori juhtimissüsteemi riistvararakendus

L298N võib juhtida kaht alalisvoolumootorit. Kuna kiirusjuhtimissüsteem on ühe telje struktuur, võib võimsusvõimendi vooluahela täiskoormuse täielikuks ärakasutamiseks alustada maksimaalse kiirenduse ja maksimaalse kiirendusega piduriga. Väljundit kasutatakse paralleelselt juhtseadmega DC mootoriga. Nagu on näidatud joonisel fig 4, on sisendterminalid IN1 ja IN3 paralleelselt ühendatud, IN2 ja IN4 on paralleelselt ühendatud, väljundterminalid OUT1 ja OUT3 on paralleelselt ühendatud ja OUT2 ja OUT4 on ühendatud paralleelselt kahe mootor. Lubatud terminali kontrollib ühe kiibi mikroarvuti kiire väljundport HSO1.

Ühe kiibi mikroarvuti 80C196KC annab PWM-signaali positsiooni silmuse ja kiirusringi töötulemuse järgi. PWM-signaal väljastatakse otse IN1 (IN3) terminalile ja üks kanal on IN40 (IN4) läbi 7406 ümber pööratud. Kui PWM analoogsignaali töösuhe on 50%. Samaaegselt lisatakse mootori mõlema otsa positiivset ja negatiivset pinget. Selles asendis, st "võimsusmäärimise" olekus, on mootoril mikro-raputus. Kui maksude suhe on suurem kui 50%, on signaali pinge OUTA suurem kui OUTB ja mootor pöörleb ettepoole, vastasel juhul pöördub ta tagasi. Seetõttu on vaja iga lingi väljundi polaarsust sirgestada, et moodustada negatiivne tagasiside ja täieliku suletud ahela juhtimine. Muutades PWM töötsüklit mootori pöörlemiskiiruse reguleerimiseks, saab ka mootori roolimist muuta ja kontrollimeetod on lihtne ja usaldusväärne. Lisaks sellele, kuna mootor on elektrilise spiraali tüüpi, moodustub tagumine elektromotoorjõud, kui mootor äkitselt peatub ja pöördub järsult ümber. L298N juhtkiipi normaalse töö tagamiseks lisatakse kaks väljundterminalide OUTA, OUTB ja alalisvoolumootoriga jätkamise paari. Vooluadiood lükkab voolu elektrivarustuse positiivseks või maanduks, et vältida tagumisi elektromotoorjõu kahjustusi L298N.

3.3, häiretevastane ja elektromagnetilise ühilduvuse disain

Mootori käivitamisel põhjustab toitepinge lülituselemendi kiire lülitamine toitevoolu ja pinge suuri muutusi, mis mitte ainult ei mõjuta juhtimisahelat, vaid siseneb ka juhtahela kaudu toiteallikast ja maandusest. Peale selle, kui mootor käivitub pidurdamisel, tekib koormuse äkilise muutuse korral ajutine pinge ja selle amplituud on ka suurem kui toitepinge ja eesmine serv on järsk ja sagedusala on lai ja juhtimisahel on sisestatud alalisvooluallika kaudu. Seetõttu on hädavajalik ka takistustevastane ja elektromagnetilise ühilduvuse disain. Süsteem võtab kasutusele sellised meetmed nagu praegune lamedate lainete, silmade eemaldamine ja varjestus.

Jooksev tasane laine: Kuna PWM lüliti hetkenergia on suhteliselt suur, kasutatakse RC-filtrit filtreerimiseks PWM võimsusvõimendi väljundsuunas. Valides sobivad takistuse ja mahtuvuse väärtused, kõrgsageduslikud harmoonilised efektiivselt summutatakse ja PWM võimsusvõimendi tipp-pinge imendub. Vähendatud häired;

Deburring: süsteem suurendab filterkondensaatorit toiteallika lõpus. Suurte ja väikeste kondensaatoritega kasutatakse paralleelselt. Suur kondensaator õlgab madala sagedusega vahelduvvoolu signaali eraldamist, filtreerimist ja silumiseks. Väike kondensaator kõrvaldab ahela võrgu keskmise ja kõrge sagedusega parasiidukid. Sidumine, vähendades efektiivselt naelarõgesid;

Kaitse: mootori ajam kaabel on kahekordse varjestusega ja juhtmed on teistest kaablitest eraldatud nii palju kui võimalik.

4, juhtimissüsteemi tarkvara rakendamine

Juhtimissüsteem võtab kiiruse ja positsiooni suletud ahela kombinatsiooni ja rakendusmeetodite tutvustamiseks kasutatakse näide juhtimismeetodit. Positsioonikontroll põhineb klassikalisel PI juhtimisalgoritmil, proportsionaalsed ja integraalsed parameetrid on lihtsustatud ja sisestatakse segmenteerimise PI-kontroll. See tähendab, et arvutatud vead on segmenteeritud ja kohandamine toimub igas proportsioonis ja integreeritud parameetris igas viga. Veenduge, et süsteem töötab sujuvalt ja stabiilsemalt.

Spetsiifiline tarkvararakenduste voolukava on näidatud joonisel 5, see tähendab, et pärast antud nurkade käsu saamist arvuta esmalt välja võetud asukoha andmed ja antud nurga erinevus ning seejärel jagatakse erinevus n võrdseks osaks, mis vastab parameetrite kogumile igas segmendis. Kp1 ja ki1 osalevad vahenduskontrollis, arvutavad PI juhtimisväljundi ja teisendavad selle vastava PWM väärtuse väljundiks.

5, järeldus

Põhineb 80C196KC ja L298N alalisvoolu mootori PWM juhtimissüsteemil, mis toodab ühe kiibiga mikromunktsionaari integreeritud vooluahela L298N jaoks PWM signaali. Mootorikontrolli realiseerimiseks kasutatakse klassikalise PI segmentimise juhtimist. Sellel on lihtsa ahelaga ja mugavaks juhtimiseks omadused. Testimise katsetulemused näitavad, et süsteem töötab stabiilselt ja usaldusväärselt, vastab kiiruse reguleerimise funktsiooni nõuetele ja on edukalt rakendatud mitmetes õhus olevates toodetes.