A munkaerőköltségek folyamatos emelkedésével, a robotok alkalmazása a munkaerő helyett az ismétlődő, nagy intenzitású munkaerő használatával fontos iránya a modern robotkutatásnak. A kezelő robotnak össze kell hangolnia a hátsókerék-hajtású motor és az első kerék kormánymű munkáját a navigációs nyomkövetésben. A kezelő robot motorhajtása speciális alkalmazási követelményeket tartalmaz. Nagy követelményeket támaszt a motor dinamikus teljesítményével szemben. A vezérléshez szükséges pontos pozíciót bármikor elérheti, és a kormányberendezést bármely szög alatt leállíthatja. A motor meghajtó nyomatéktartománya nagy. A nem teheresített sík útfelület nagysebességű, alacsony nyomatékú munkakörülménye a teljes terheléses emelkedési feltételek mellett is nagy működési hatékonyságot igényel. A fenti műszaki követelményeknek megfelelően ez a papír választja ki a DC motorot, amely érett vezérléssel rendelkezik, és könnyen kezelhető a sebességszabályozás, mint a kezelő robot végrehajtása.
1 rendszer hardver tervezése
1.1 robotmotor vezérlő hardver szerkezete
A fő vezérlő a Cortex-M3 mag STM32F107-et használja. A vezérlőben 8 időzítő található, amelyek közül a TIM1_CH1 és a TIM8_CH1 a fejlett vezérlési időzítő csapok, és a TIM1_CH1 a motorjeladó számlálására szolgál. TLM8_CH1 a kormányművezérlő referencia-időtartamára szolgál. A TIM2CH1, TIM3CH1, TIM4_CH1 és TIM5_CH1 általános célú időzítő tűket használják a motor és a szervo hajtás felső és alsó hídfalakjának PWM előállításához.
Az EXIT0 megszakítást indító PA0 és PB0 port a motor és a szervo túláram megszakítási védelmére szolgálnak. A PA1 port és a PB1 port, amely kiváltja az EXIT1 megszakítást, a szervo mindkét oldalán korlátozott védelemre használják. A motor meghajtó áramkör az IR2103 és a MOSFET 75N75 bootstrap Booster chipet alkalmazza. A hátsó kerékmotor és a szervo fázisáramának megszerzése a konstans vezeték által feszültséggé alakul, és az amplifikáció és a szűrés révén az STM32F107 A / D mintavevő pálcájához továbbítódik. Az ADC12_IN1 túláramvédelmet valósít meg. A fogadó számítógép soros kommunikációján vagy az STM32F107 belső programsebesség-referenciáján keresztül vezérelheti a motor előre és hátra, a sebességet és a kormánykereket. A kezelő robotmotor hardver szerkezete blokkdiagramja.
1.2 A modul kiválasztása és kialakítása
1.2.1 Teljesítményvezérelt tervezés
A motor tápellátását egy 24 V-os, 240 W-os névleges teljesítményű akkumulátor biztosítja, amelyet négy 75N75 hídáramkör valósít meg. A 75N75 egy MOSFET teljesítménycső, amelynek maximális ellenállási feszültsége 75 V, a maximális áramerősség 75 A, és egy motor meghajtó áramkör.
Q1, Q4, Q2 és Q3 két hidat képeznek, amelyek vezérlik a motor elülső és hátramenetét. Ha a nagyoldali vezetõ MOS tranzisztort be van kapcsolva, a forrásfeszültség és a leeresztõ feszültség megegyezik, és megegyezik a tápegység VCC értékével. Ezért a MOS tranzisztor normál vezetése érdekében a kapu feszültsége nagyobb, mint a VCC, ami speciális IR2103 erősítő chipet igényel. . A vezérlő által generált PWM jel a HIN csatlakozóba kerül, és a vezérlő I / O port kimenetének EN1 és EN2 engedélyezési jeleként használatos. A HO kimeneti kapocs magasabb feszültséget kaphat, mint a VCC, és a magasabb feszültségérték pontosan a kondenzátoron töltött feszültség. A dióda növeli a vezetési sebességet, így kisebb a 75N75 ellenállása, és csökkenti a kapcsolócső elvesztését. Ugyanakkor az IR2103 két HO és LO kimeneti portja reteszelő funkcióval rendelkezik, hogy megakadályozza a motor felső és alsó karainak egyenes áthaladásából adódó rövidzárlatot szoftveres vagy hardveres hibák miatt.
1.2.2 Túláramvédelem kialakítása
A túláramvédelem beépítése a motorvezérlő rendszerben két jelentéssel bír: az egyik az, hogy megakadályozza a motor túlterhelését vagy blokkolását a motor normális működése során, úgyhogy a karám tekercselése túl nagy ahhoz, hogy a motort károsítsa, sőt okozhat Tűz; Amikor a vállmozgás elindul, az áram nagyon nagy, és gyakran lehetetlen közvetlenül elindulni. Meg kell várni, hogy a gerjesztő tekercs fokozatosan létrehozzon mágneses mezőt, majd normálisan működjön, és kívánatos, hogy a motor a lehető leggyorsabban mozogjon. A túláramvédelem révén az áram fel van vágva, lehetővé téve a motor biztonságos és gyors indítását. A túláramvédelem vázlatát a 3. ábra mutatja.
A motor fázisáramát a konstans vezeték segítségével VTF-feszültségjelekké alakítják át, és az operációs erősítő által amplifikált AD1 analóg mennyiséget az A / D átalakító modulhoz és az EVA digitális mennyiséget a feszültségkomparátor elküldik a vezérlőnek. Külső megszakító port.
