Dengan peningkatan berterusan kos buruh, menggunakan robot dan bukannya tenaga manusia untuk melakukan beberapa buruh berintensiti tinggi berulang-ulang adalah hala tuju penyelidikan moden robot yang penting. Pengendalian robot perlu menyelaras kerja-kerja motor pemacu roda belakang dan roda hadapan pemandu gear yang amat diperlukan untuk navigasi. Memandu motor dari robot pengendalian mempunyai keperluan permohonan khas. Ia mempunyai keperluan yang tinggi terhadap prestasi motor dinamik. Ia boleh mencapai kedudukan yang ditentukan pada bila-bila masa yang diperlukan untuk mengawal dan menghalang pemandu gear pada mana-mana sudut. Julat tork pemacu motor adalah besar. Persekitaran bekerja yang berkelajuan tinggi, rendah-tork permukaan jalan rata no-load juga mempunyai syarat-syarat operasi mendaki muatan penuh, dan juga memerlukan kecekapan operasi yang tinggi. Mengikut keperluan teknikal di atas, kertas kerja ini memilih motor DC dengan teknologi kawalan yang matang dan mudah untuk melicinkan kelajuan peraturan sebagai pelaksanaan pengendalian robot.
Reka bentuk perkakasan sistem 1
1.1 robot pengawal motor perkakasan struktur
Pengawal utama menggunakan STM32F107 teras Cortex-M3. Terdapat 8 pemasa dalam pengawal, antaranya TIM1_CH1 dan TIM8_CH1 akan maju PIN pemasa kawalan, dan TIM1_CH1 digunakan untuk motor pengekod Rfc2047 tidak mengira. TLM8_CH1 digunakan untuk masa rujukan kawalan kawalan stereng. PIN pemasa adanya TIM2CH1, TIM3CH1, TIM4_CH1 dan TIM5_CH1 digunakan untuk menjana PWM dinding atas dan bawah jambatan motor dan servo memandu litar, masing-masing.
PA0 port dan pelabuhan PB0 yang mencetuskan sampukan EXIT0 digunakan untuk perlindungan sampukan overcurrent motor dan servo, masing-masing. PA1 port dan pelabuhan PB1 yang mencetuskan sampukan EXIT1 yang digunakan untuk perlindungan had pada kedua-dua belah pihak servo. Litar memandu motor mengamalkan penguat bootstrap cip IR2103 dan MOSFET 75N75. Perolehan semasa fasa motor roda belakang dan servo yang ditukarkan kepada voltan oleh wayar constantan, dan dihantar kepada A/D persampelan pin daripada STM32F107 melalui pilihannya dan penapisan. ADC12_IN1 melaksanakan perlindungan overcurrent. Melalui komunikasi bersiri komputer hos atau STM32F107 program dalaman kelajuan rujukan, mengawal motor di hadapan dan belakang, kelajuan dan stereng pemandu. Gambarajah blok struktur perkakasan pengendalian robot motor.
1.2 modul pemilihan dan reka bentuk
1.2.1 kuasa yang didorong oleh Reka bentuk
Bekalan kuasa kepada motor yang disediakan oleh 24V bateri dengan kuasa 240W, yang direalisasikan oleh empat 75N75 jambatan litar yang berkadar. 75N75 ini adalah satu MOSFET kuasa tiub dengan maksimum menahan voltan 75V, penarafan maksimum semasa 75A dan litar memandu motor.
Q1, Q4, Q2 dan Q3 membentuk dua jambatan, masing-masing, yang mengawal pusingan ke hadapan dan belakang motor. Apabila tinggi-sampingan memandu MOS transistor dihidupkan, sumber voltan dan voltan yang longkang adalah sama dan setaraf ke bekalan kuasa VCC. Oleh itu, untuk mencapai biasa memandu transistor MOS, gate voltan yang lebih besar daripada VCC, yang memerlukan cip merangsang Khas IR2103. . Isyarat PWM dijana oleh pengawal input untuk HIN pin, dan EN1 dan EN2 output port I/O pengawal digunakan kerana membolehkan isyarat. Output terminal HO boleh mendapatkan voltan yang lebih tinggi daripada VCC, dan nilai voltan yang lebih tinggi adalah tepat voltan yang dikenakan merentasi kapasitor tersebut. Diod yang meningkatkan kelajuan pengaliran, membuat terakhir-ketahanan 75N75 yang lebih kecil dan mengurangkan kehilangan tiub pensuisan. Pada masa yang sama, kedua-dua keluaran Port HO dan LO IR2103 yang mempunyai fungsi interlock yang untuk mengelakkan litar pintas yang dialami itu terus-melalui tangan atas dan bawah Motor kesalahan perisian atau perkakasan.
1.2.2 overcurrent perlindungan Reka bentuk
Pemasangan overcurrent perlindungan dalam sistem kawalan motor mempunyai dua makna: satu adalah untuk mengelakkan motor daripada terbeban atau disekat ketika operasi normal motor, supaya semasa penggulungan angker adalah terlalu besar untuk merosakkan motor atau juga menyebabkan kebakaran; Apabila pergerakan bahu dimulakan, semasa adalah sangat besar, dan ia sering adalah mustahil untuk mulakan terus. Ia adalah perlu untuk menunggu excitation berliku untuk mewujudkan medan magnet yang secara beransur-ansur dan kemudian mengendalikan biasanya, dan ianya wajar motor itu telah berpindah bahu secepat mungkin. Dengan perlindungan overcurrent, arus yang dicincang, membolehkan motor untuk memulakan dengan selamat dan cepat. Diagram perlindungan overcurrent ditunjukkan dalam Rajah 3.
Semasa fasa Motor ditukarkan kepada isyarat voltan pada Vtext oleh wayar constantan, dan kuantiti analog AD1 diluaskan oleh penguat kendalian dihantar kepada modul penukaran A/D pengawal, dan digital kuantiti EVA selepas perbandingan oleh yang voltan comparator dihantar ke pengawal. Port luaran sampukan.
