Tecnologia basada en 80C196KC i L298N de control DC motor PWM
Motors de DC estan àmpliament utilitzat en diversos camps a causa de la seva actuació excel·lent velocitat regulació, gran partida parell i sobrecàrrega forta capacitat. En els darrers anys, els mètodes d'estructura i control de motors de DC han patit grans canvis. Amb l'ordinador entrar en l'àmbit del control i l'aparició de nous components electrònics de potència de potència, regulació de velocitat PWM (pulsewidthmodulaTIon) s'ha convertit en una nova forma de regulació de velocitat de motors de DC. I a causa de la commutació en alta freqüència, funcionament estable a baixa velocitat, excel • lent comportament dinàmic, alta eficiència, etc., és àmpliament utilitzat en la regulació de velocitat de motors de DC.
2, basat en el principi de funcionament del sistema de control de velocitat PWM
Modulació d'amplada de pols o PWM es refereix a l'ús de les característiques de commutació de gran potència transistors modular una font d'alimentació de tensió fixa DC, activar i desactivar a una periodicitat fixa, i canviar la longitud de la damunt i fora temps en un cicle, segons sigui necessari. La velocitat del motor és controlat canviant del cicle deure de la tensió de l'armadura de un motor servo DC canviar la magnitud de la tensió mitjana. Per tant, això es refereix sovint com un mecanisme d'empenta de canvi.
Canviant el cicle deure normalment té dos modes: PWM i PFM (pulsefrequencymodulaion). PWM està canviant l'amplada de pols, que es coneix com l'ajust de freqüència fixa. PFM és un ample en pols de constant. El cicle de l'obligació és canviat per canviar la freqüència de commutació. Atès que la ressonància mecànica en una determinada freqüència sovint provoca la vibració i udols del sistema, PWM s'utilitza en el control del DC motor. El mètode de control és principalment.
3. disseny maquinari de sistema de control basat en 80C196KC i L298N
El sistema de control de velocitat de motors de DC basat en 80C196KC i L298N consisteix en el sistema mínim MCU, convertidor de R/D, circuit d'amplificadors de potència PWM, circuit de conversió A/D i D/A i receptora circuit d'interfície de comanda. El sistema mínim del tros senzill microordinadors adopta el circuit 16 bits tros senzill 80C196KC interfície d'expansió externes, el que s'utilitza principalment per realitzar les funcions de l'adquisició de dades, generació de senyals PWM, etc.
3.1. Introducció al poder integrat Circuit L298N
Per millorar l'eficiència del sistema i reduir consum de poder, la potència conducció circuit utilitza un circuit integrat que l298n basat en un mètode bipolar H-pont pols amplada modulació. L298N és un alt rendiment pols amplada modulació amplificador de potència produïda per SGS, que té les característiques de mida petita i gran capacitat motriu. Conté dos conductors d'alta tensió i alta corrent pont H-pont. Es pot conduir el pont tot del motor en un tros senzill i pot conduir motors fins a 46V i per sota de la 2A.
3.2, circuit de maquinari de sistema de motor control DC
L298N cotxe dos motors de DC. Perquè el sistema de control de velocitat és senzill-eix estructura, per tal de fer un ús complet de la capacitat de càrrega del circuit amplificador d'energia, el sistema pot començar amb una acceleració màxima i frenar amb una acceleració màxima. La sortida s'utilitza en paral·lel amb el control DC motor. Com es mostra a la figura 4, les terminals d'entrada IN1 i IN3 estan connectats en paral·lel, IN2 i IN4 estan connectats en paral·lel, les terminals de sortida OUT1 i OUT3 estan connectats en paral·lel, i OUT2 i OUT4 estan connectats en paral·lel als dos extrems del motor respectivament. La terminal de permetre és controlat pel port de sortida d'alta velocitat HSO1 dels microordinadors de tros senzilla.
El tros senzill microordinadors 80C196KC dóna el senyal PWM segons el bucle de la posició i la velocitat bucle operació resultat. Senyal PWM és directament la sortida a l IN1 terminal (IN3) i un canal està invertit a la IN2 (IN4) a través de la 7406. Quan la proporció de deure del senyal analògic PWM és del 50%. Els voltatges positius i negatius en ambdós extrems del motor s'afegeixen a la vegada. El motor està en un estat de sacsejada-Microordinador en aquesta posició, és a dir, a l'estat «poder lubricació». Quan la proporció de deure és superior al 50%, el voltatge del senyal OUTA és més gran que OUTB i el motor està girant cap endavant, altrament inversa. Per tant, és necessari redreci la polaritat de sortida de cada enllaç per formar retroalimentació negativa i complet control de bucle tancat. Canviant el cicle de deure PWM per controlar la velocitat motora, la direcció motor també pot ser canviat, i el mètode de control és simple i fiable. A més, perquè el motor és del tipus bobina elèctrica, la força electromotriu esquena està formada quan el motor s'atura de sobte i de sobte s'inverteix. Per garantir el normal funcionament del xip controlador L298N, dos parells de continuïtat entre els borns de sortida OUTA, OUTB i el motor DC se sumen. El díode de flux conductors flexibles a l'actual al positiu o planta de l'alimentació per evitar que la força electromotriu esquena danyar el L298N.
3.3, disseny de compatibilitat electromagnètica i anti-interferències
Quan el motor està impulsat, la commutació ràpida de la principal potència commutació element causes una gran taxa de canvi del poder actual i tensió, que no només afecta la conducció circuit però també entra en el circuit de control a través de la font d'energia i la terra. A més, quan el motor comença frenada, es genera un voltage transitori a un canvi sobtat en càrrega, la seua amplitud també és més alt que la tensió de subministrament d'energia i la vora frontal és costeruda i la banda de freqüència és àmplia i el circuit de control és l'aportació mitjançant el DC po font de l'IME. Per tant, disseny de compatibilitat electromagnètica i anti-embussos també és fonamental. El sistema adopta mesures com l'actual ona plana, blindatge i desbarbar.
Ona Pla actual: des de l'energia instantània de l'interruptor PWM és relativament gran, el RC filtre s'utilitza per filtrar a l'extrem de sortida de l'amplificador de potència PWM. Seleccionant valors de capacitància i resistència adequada, els harmònics d'alta freqüència i efectivament es concentra, i la tensió de pic de l'amplificador de potència PWM és absorbida. Interferència reduïda;
Desbarbar: El sistema augmenta el condensador de filtre al final poder subministrament. S'utilitzen els grans i petits condensadors en paral·lel. El condensador gran espatlles la dissociació, filtratge i suavització de la baixa freqüència de senyal d'alterna. El condensador petit elimina la mitjana i alta freqüència parasitics a la xarxa de circuit. Acoblament, reduint eficaçment espiga rebaves;
Blindatge: El cable de empenta motor doble està blindat i els cables estan separats dels altres cables tant com sigui possible.
4, implementació de programari de sistema de control
El sistema de control adopta la combinació de velocitat i posició bucle tancat, i el mètode de control de posició es pren com a exemple d'introduir el mètode d'implementació de programari. El control de posició es basa en l'algoritme de control de PI clàssica, es simplifica notablement els paràmetres proporcionals i integrals, i s'introdueix la segmentació PI control. És a dir, l'error calculat està segmentat, i l'ajust es realitza mitjançant diferents paràmetres proporcionals i integrals en cada àrea d'error. Assegureu-vos que el sistema s'executa més suaument i de manera estable.
En la figura 5 es Mostra el diagrama de flux d'implantació de programari específic, és a dir, després de rebre l'ordre determinat angle, en primer lloc, calcular la informació Mostra posició i la diferència de determinat angle i després dividir la diferència en n parts iguals, corresponent a un conjunt de paràmetres a cada segment. Kp1 i ki1 participen en el control de mediació, calcular la sortida del PI control i llavors convertir-lo en la producció de valor PWM corresponent.
5, la conclusió
Basat en el DC motor PWM sistema de control de 80C196KC i L298N, el senyal PWM és generada per la microordinadors tros senzill al circuit integrat de poder L298N. El control de segmentació PI clàssica s'utilitza per realitzar el control del motor. Té les característiques de simple circuit i convenient control. Resultats de la prova que s'executen mostren que el sistema funciona de manera estable i fiable, compleix les exigències de la funció de regulació de velocitat i s'ha aplicat amb èxit en múltiples productes aerotransportades.
