עם הגידול המתמשך של עלויות העבודה, באמצעות רובוטים במקום כוח אדם לעשות כמה חוזרות חוזרות ונשנות העבודה היא כיוון חשוב של מחקר הרובוט המודרני. טיפול הרובוט צריך לתאם את העבודה של מנוע כונן הגלגל האחורי ואת ההגה הקדמי הילוך הילוך הניווט מעקב. לדחף המנוע של רובוט הטיפול יש דרישות יישום מיוחדות. יש לו דרישות גבוהות על הביצועים הדינמיים של המנוע. זה יכול להגיע למצב מסוים נדרש שליטה בכל עת לעצור את ההגה ציוד בכל זווית. טווח מומנט של כונן המנוע הוא גדול. במהירות גבוהה, נמוך מומנט סביבת עבודה של עומס ללא משטח שטוח שטוח יש גם את התנאים התפעוליים של עומס מלא מטפסים, וגם דורש יעילות תפעולית גבוהה. על פי הדרישות הטכניות לעיל, נייר זה בוחר את מנוע DC עם טכנולוגיית שליטה בוגרת וקלות חלקה מהירות הרגולציה כמו יישום של הרובוט טיפול.
1 עיצוב מערכת חומרה
1.1 רובוט המנוע מנוע מבנה החומרה
בקר הראשי משתמש STM32F107 של הליבה Cortex-M3. ישנם 8 טיימרים בתוך הבקר, ביניהם TIM1_CH1 ו TIM8_CH1 הם מתקדמים סיכות טיימר שליטה, ו TIM1_CH1 משמש לספירה קודאי המנוע. TLM8_CH1 משמש עבור זמן ההתייחסות של בקרת בקרת ההיגוי. סימני קוצב הזמן לשימוש כללי TIM2CH1, TIM3CH1, TIM4_CH1 ו- TIM5_CH1 משמשים ליצירת ה- PWM של קירות הגשר העליונים והתחתונים של מעגל המניעים והמעגל הסרוו, בהתאמה.
יציאת PA0 ו יציאת PB0 המפעילים את פסיקה EXIT0 משמשים להגנה על פסקאות יתר של המנוע ואת סרוו, בהתאמה. יציאת PA1 ו PB1 הנמל המפעיל את EXIT1 פסיקה משמשים להגנה על שני הצדדים של סרוו. מעגל כונן המנוע מאמצת את שבב המנעול IR2103 ואת ה- MOSFET 75N75. הרכיב הנוכחי של מנוע ההגה האחורי ואת סרוו מומרת מתח על ידי חוט קבועה, ונשלח סיכה דגימה A / D של STM32F107 באמצעות הגברה וסינון. ADC12_IN1 מיישמת הגנה על הזרם. באמצעות המחשב המארח תקשורת טורית או STM32F107 פנימי הפניה מהירות התוכנית, לשלוט קדימה של המנוע קדימה, מהירות היגוי היגוי. בלוק דיאגרמה של מבנה החומרה של המנוע טיפול רובוט.
1.2 בחירת מודול ועיצוב
1.2.1 עיצוב מונע
אספקת החשמל של המנוע מסופק על ידי סוללה 24V עם כוח מדורג של 240W, אשר מומש על ידי ארבעה מעגלים גשר 75N75. 75N75 הוא צינור כוח MOSFET עם מתח עמיד מרבי של 75V, דירוג הנוכחי המרבי של 75A, וכן מעגל כונן המנוע.
Q1, Q4, Q2 ו- Q3 יוצרים שני גשרים, בהתאמה, אשר שולטים בסבב הקדמי והופך של המנוע. כאשר הטרנזיסטור MOS של הצד השני מופעל, מתח המוצא והמתח ניקוז זהים ושווים ל - VCC. לכן, כדי להשיג נהיגה נורמלית של הטרנזיסטור MOS, מתח השער הוא גדול יותר VCC, אשר דורש מיוחד השבב השבב IR2103. . אות PWM שנוצר על ידי הבקר הוא קלט את הסיכה HIN, EN1 ו EN2 של יציאת קלט / פלט הבקר משמשים לאפשר אותות. מסוף המוצא HO יכול לקבל מתח גבוה יותר מאשר VCC, וערך המתח הגבוה יותר הוא בדיוק המתח הטעון על פני הקבל. דיודה מגדילה את מהירות ההולכה, מה שהופך את ההתנגדות על 75N75 קטן יותר והפחתת אובדן צינור המיתוג. יחד עם זאת, שתי יציאות המוצא HO ו- LO של IR2103 יש פונקציה interlock כדי למנוע קצר שנגרם על ידי ישר דרך הזרועות העליונות והתחתונות של המנוע עקב שגיאות תוכנה או חומרה.
1.2.2 תכנון הגנה על הזרם
להתקנה של הגנה על זרם-יתר במערכת הבקרה המוטורית יש שתי משמעויות: האחת היא למנוע את עומס המנוע או החסימה במהלך פעולתו הרגילה של המנוע, כך שזרם הברזל גדול מדי כדי לגרום נזק למנוע או אפילו לגרום אש; כאשר תנועת הכתפיים מתחילה, הנוכחי הוא גדול מאוד, וזה לעתים קרובות בלתי אפשרי להתחיל ישירות. יש צורך להמתין לרגשות המתפתלים כדי ליצור בהדרגה שדה מגנטי ואז לפעול כרגיל, ורצוי שהמנוע ינוע מהר ככל האפשר. עם הגנה זרם, הנוכחי הוא קצוץ, המאפשר המנוע להתחיל בבטחה ובמהירות. הסכימה של ההגנה על הזרם הזמני מופיעה באיור 3.
זרם הפאזה של המנוע מומר ל - Vtext אות מתח על ידי החוט הקנדי, והכמות האנלוגית AD1 המוגברת על ידי המגבר המבצעי נשלחת למודול ההמרה של הבקר A / D, והכמות הדיגיטלית EVA לאחר השוואה על ידי השוואת המתח נשלחת לבקר. יציאה פסיקה חיצונית.
