DC motor PWM kontrol teknologi baseret på 80C196KC og L298N
DC motorer er almindeligt anvendt i forskellige områder på grund af deres fremragende hastighed forordning ydeevne, stor starter drejningsmoment og overbelastning stærk kapacitet. I de seneste år har metoderne struktur og kontrol af jævnstrømsmotorer gennemgået store forandringer. Med computeren ind i feltet kontrol og fremkomsten af nye power elektroniske magt komponenter, er PWM (pulsewidthmodulaTIon) hastighed forordningen blevet en ny måde at DC motor hastighedsregulering. Og på grund af den høje skifte frekvens, stabil drift ved lav hastighed, fremragende dynamiske ydeevne og høj effektivitet, det er almindeligt anvendt i DC motor hastighedsregulering.
2, baseret på Funktionsprincip af PWM hastighed kontrolsystem
PWM eller pulse bredde modulation refererer til brugen af de skifter Karakteristik af high-power transistorer til at modulere en fast spænding DC strømforsyning, tænde og slukke på en fast frekvens, og ændre længden af den til og fra gange i en cyklus efter behov. Hastigheden af motoren er kontrolleret ved at ændre maksimalydelse af spændingen på et anker af DC servomotor til at ændre størrelsen af den gennemsnitlige spænding. Derfor, det er ofte omtales som en switch drive enhed.
Ændre maksimalydelse normalt har to tilstande: PWM og PFM (pulsefrequencymodulaion). PWM er ved at ændre på pulse bredde, der er kendt som fast frekvens justering. PFM er en konstant på-pulse bredde. Normeret maksimalydelse er ændret ved at ændre den skifte frekvens. Da den mekaniske resonans på en bestemt frekvens ofte forårsager vibrationer og hylende i systemet, bruges PWM i kontrollen af DC-motor. Kontrol metoden er primært.
3. hardware design af kontrolsystem baseret på 80C196KC og L298N
DC motor hastighed kontrolsystem baseret på 80C196KC og L298N består af MCU minimumsystemkrav, R/D-konverter, PWM power forstærker kredsløb, A/D og D/A konvertering kredsløb og modtagende kommandoen interface kredsløb. Minimumsystemkrav ugifte-hak mikrocomputerens vedtager 16-bit enkelt-chip 80C196KC eksterne ekspansion interface kredsløb, som hovedsageligt bruges til at realisere funktionerne af dataopsamling, PWM signal generation mv.
3.1. Introduktion til Power integreret kredsløb L298N
For at forbedre systemets effektivitet og reducere strømforbruget, bruger effektforstærker kører circuit et integreret kredsløb L298N baseret på en bipolar H-bro pulse bredde modulation metode. L298N er en højtydende pulse bredde modulation effektforstærker produceret af SGS, som har karakter af lille størrelse og stærkt drivende kapacitet. Det indeholder to H-bro bro højspændings og høj-aktuelle drivere. Det kan drive hele broen af motoren i en enkelt chip og kan køre motorer op til 46V og under 2A.
3.2, DC motor kontrol system hardware kredsløb
L298N kan køre to jævnstrømsmotorer. Fordi speed control system er enkelt-akse struktur, for at gøre fuld brug af bæreevne af power forstærker kredsløb, kan systemet begynder med maksimal acceleration og bremse med maksimal acceleration. Output bruges parallelt med kontrolelementet DC-motor. Som vist i figur 4, indgangsterminal IN1 og IN3 er forbundet parallelt, IN2 og IN4 er forbundet parallelt, output terminaler OUT1 og OUT3 er forbundet parallelt, og OUT2 og OUT4 er forbundet parallelt med de to ender af motoren henholdsvis. Aktiver terminal styres af højhastighedstog outputport HSO1 af enkelt chip mikrocomputer.
Enkelt chip mikrocomputer 80C196KC giver PWM signal holdning loop og hastighed loop operation resultat. PWM signal er direkte udgang til IN1 (IN3) terminal, og en kanal er omvendt til IN2 (IN4) gennem 7406. Når pligt forholdet mellem PWM analogt signal er 50%. De positive og negative spændinger i begge ender af motoren føjes til samme tid. Motoren er i en tilstand af mikro-ryste på denne holdning, der er i tilstanden "power smøring". Når pligt-forholdet er større end 50%, signal spænding OUTA er større end OUTB, og motoren roterer frem, ellers omvendt. Det er derfor nødvendigt at ordne output polariteten af hvert hyperlink for at danne negativ feedback og fuldstændig lukket kredsløb kontrol. Ved at ændre PWM normeret maksimalydelse for at kontrollere den motor hastighed, motor styringen kan også ændres, og kontrol metoden er enkel og pålidelig. Desuden, fordi motoren er af typen elektriske coil, er den tilbage elektromotoriske kraft dannet når motoren pludselig stopper og pludselig vender. For at sikre normal drift af L298N driver chip, to par af fortsættelse mellem output terminaler OUTA, er OUTB og DC-motor tilføjet. Flow diode shunts nuværende positive eller jorden af strømforsyningen til at forhindre den tilbage elektromotoriske kraft fra skader i L298N.
3.3, anti-interferens og elektromagnetisk kompatibilitet design
Når motoren er drevet, skifte den hurtige skift af den vigtigste magt element årsager en stor hastighed på ændring af den nuværende strøm og spænding, som ikke kun påvirker den drivende kredsløb, men som også træder kontrolkredsløb gennem strømkilden og jorden. Derudover når motoren starter bremsning, en forbigående spænding er genereret på en pludselig ændring i belastning, og dens amplitude er også højere end forsyningsspændingen, forkanten er stejl og frekvensbåndet er bred og styringskredsløbet er input via DC po WER kilde. Anti-jamming og elektromagnetisk kompatibilitet design er derfor også afgørende. Systemet vedtager foranstaltninger såsom aktuelle flad bølge, afgratning, og afskærmningen.
Nuværende flad bølge: da parameteren PWM øjeblikkelige energi er forholdsvis store, RC-filtret bruges til filtrering af enden output af PWM effektforstærker. Ved at vælge passende modstand og kapacitans værdier, de højfrekvente harmoniske undertrykkes effektivt og peak spænding af PWM forstærker er absorberet. Reduceret indblanding;
Afgratning: Systemet øger filter kondensator magt udbud slutningen. De store og små kondensatorer bruges sideløbende. Den store kondensator skuldre afkobling, filtrering og udjævning af lavfrekvent vekslende signal. Den lille kondensator eliminerer medium og høj frekvens parasitics i kredsløb netværk. Kobling, grater effektivt at reducere spike;
Afskærmning: Motordrev kablet er dobbelt skærmet og ledningerne er adskilt fra andre kabler så meget som muligt.
4, kontrol system software implementering
Kontrolsystemet vedtager kombination af hastighed og position lukket kredsløb, og position kontrol metode er taget som et eksempel at indføre metoden software implementering. Kontrolelementet holdning er baseret på den klassiske PI kontrol algoritme, proportional og integrerende parametre er forenklet og segmentering PI kontrol er indført. Det vil sige den beregnede fejl er segmenteret, og justeringen er udført af forskellige proportional og integrerende parametre inden for hver fejl. Sikre at systemet kører mere jævnt og stabilt.
Specifik software gennemførelsen flowdiagram er vist i figur 5, dvs efter at have modtaget kommandoen given vinkel, først beregne stikprøven positionsoplysningerne og given vinkel forskel, og derefter dividere forskellen i n lige store dele, svarer til et sæt af parametre i hvert segment. Kp1 og ki1 deltage i mægling kontrol, beregne output af kontrolelementet PI og derefter konvertere det til den tilsvarende PWM værdi output.
5, indgåelse
PWM signal genereres baseret på DC motor PWM systemet til overvågning af 80C196KC og L298N, ugifte-hak mikrocomputer til power integreret kredsløb L298N. Klassisk PI segmentering Posteringskontrollen bruges til at realisere kontrol af motoren. Det har karakteristika simpelt kredsløb og bekvem kontrol. De kører testresultaterne viser, at systemet fungerer stabilt og pålideligt, opfylder kravene i forordning hastighedsbegrænsende, og har været anvendt med succes i flere luftbårne produkter.
