80C196KC va L298N asosida DC motorli PWM boshqaruv texnologiyasi
Dvigatellarning motorlari turli yo'nalishlarda keng qo'llaniladi, chunki ular juda yaxshi tezlikni tartibga solish ko'rsatkichlari, katta boshlanish momenti va kuchli ortiqcha yuk. So'nggi yillarda shahar motorlarining strukturasi va boshqarish usullari katta o'zgarishlarga duch keldi. Kompyuter qo'mondon maydoniga kirib, yangi elektr energiyali elektr qismlarining paydo bo'lishi bilan, PWM (pulsseitmodulturon) tezlikni tartibga solish vosita tezlikni tartibga solishning yangi usuli bo'ldi. Yuqori kommutatsiya chastotasi, past tezlikda barqaror ishlash, mukammal dinamik ishlash, yuqori samaradorlik va boshqalar tufayli, shahar tezligi tartibida keng qo'llaniladi.
2, PWM tezlikni boshqarish tizimining ish printsipiga asoslangan
PWM yoki yurak urish tezligi modulatsiyasi qattiq kuchlanishli DC quvvatini modulyatsiya qilish, sobit chastotada ochish va o'chirish uchun yuqori quvvatli tranzistorlarning anahtarlama xususiyatlaridan foydalanishni anglatadi va o'chirilgan va o'chirilgan vaqtlarni uzunligi kerak edi. Dvigatelning tezligi o'rtacha kuchlanish kattaligini o'zgartirish uchun DC servo motorining armaturasidagi voltajning ish aylanishini o'zgartirish orqali boshqariladi. Shuning uchun, odatda, bir anahtarlama qurilmasi deb nomlanadi.
Vazifani o'zgartirish jarayoni odatda ikkita rejimga ega: PWM va PFM (pulsefrequencymodulaion). PWM - qattiq chastotali moslama deb nomlanuvchi yurak urish tezligi kengligini o'zgartirish. PFM doimiy zarba kengligi hisoblanadi. Vazifani o'zgartirish jarayoni o'zgarish chastotasini o'zgartirish orqali o'zgartiriladi. Muayyan chastotadagi mexanik rezonans tez-tez tebranish va sistemaning xiralashishiga olib kelganligi sababli, PWM DC vosita nazoratida qo'llaniladi. Boshqarish usuli asosan.
80C196KC va L298N asosida boshqarish tizimini loyihalash
80C196KC va L298N asosidagi shahar mexanizmi tezlikni nazorat qilish tizimi MCU minimal tizimi, R / D konverteri, PWM kuchlanish kuchaytirgich davri, A / D va D / A kontur davri va buyruq interfeysi devresinden iborat. Yagona chipli mikrokompyuterning eng kam tizimi 16-bitli bitta chipli 80C196KC tashqi kengaytma interfeysi devorini qabul qiladi, bu asosan ma'lumotlarni uzatish, PWM signallarini ishlab chiqarish va boshqa vazifalarni amalga oshirish uchun ishlatiladi.
3.1. Power Integrated Circuit L298N ga kirish
Tizim samaradorligini oshirish va energiyani sarflashni kamaytirish uchun kuch-quvvatni kuchaytirish haydovchi devorida bipolyarli H-ko'prigi impulslari kengligi modulyatsiyasi usuli bo'yicha yagona L298N elektron usuli qo'llaniladi. L298N kichik o'lchamli va kuchli haydash qobiliyatiga ega SGS tomonidan ishlab chiqarilgan yuqori samarali puls kengligida modulyatsiya kuch kuchaytiruvchisidir. Ikkita H-ko'prikli yuqori kuchlanishli va ko'prikli ko'prikli drayvlar mavjud. Motorning barcha ko'prigi bir chipda harakatlana oladigan va 46V va 2A dan past bo'lgan motorlarni boshqarishi mumkin.
3.2, Dvigatel boshqaruv tizimining apparat davri
L298N ikki dvigatelli motorni boshqarishi mumkin. Tezlik nazorat qilish tizimi yagona eksa strukturasi bo'lib, kuch-kuchaytirgich devorining yuklanish hajmidan to'la foydalanish uchun tizim maksimal tezlashuv va tormoz bilan maksimal tezlashuv bilan boshlanadi. Chiqish boshqaruv dvigatelining motoriga parallel ravishda ishlatiladi. Shakl 4da ko'rsatilgandek, IN1 va IN3 kirish terminali parallel ravishda ulangan, IN2 va IN4 parallel ravishda ulangan, chiqish terminali OUT1 va OUT3 parallel ravishda ulanadi va OUT2 va OUT4 simlarning ikkala uchiga parallel ravishda ulanadi. mos ravishda Faollashtirish terminali bitta chip mikrokompyuterining HSO1 yuqori tezlikli chiqish porti tomonidan boshqariladi.
80C196KC bitta chip mikrokompyuterlari PWM signalini pozitsiyadagi pastadir va tezlikni dastlabki ishlashga mos keladi. PWM signallari IN1 (IN3) terminaliga to'g'ridan-to'g'ri chiqishadi va bir kanal 7406 orqali IN2 (IN4) ga teskarlanadi. PWM analog signalining ish nisbati 50% bo'lsa. Dvigatelning har ikki uchida ham ijobiy va salbiy keskinliklar bir vaqtning o'zida qo'shiladi. Bu holatda vosita mikroto'lqinli holatda, ya'ni "quvvatli soqol" holatida bo'ladi. Vazifalar nisbati 50% dan katta bo'lsa, OUTA signal kuchlanishi OUTBdan katta va vosita oldinga aylanmoqda, aks holda teskari. Shuning uchun salbiy teskari aloqa va to'liq yopiq-pastadir boshqaruvini yaratish uchun har bir bog'ning chiqish polaritesini to'g'rilash zarur. Motor tezligini nazorat qilish uchun PWM ish aylanishini o'zgartirish orqali vosita ruxsati o'zgarishi mumkin va nazorat qilish uslubi sodda va ishonchli. Bunga qo'shimcha ravishda, vosita elektr lenta turiga kirganligi sababli, orqa elektromotor quvvati to'satdan to'xtab qolganda va to'satdan orqaga qaytganda hosil bo'ladi. L298N drayverini chipining normal ishlashini ta'minlash uchun chiqish terminali OUTA, OUTB va DC vosita o'rtasidagi ikkita juftlik davomiyligi qo'shiladi. Akkumulyator diodi L298Nga zarar etkazishning orqadagi elektromotor kuchini oldini olish uchun oqimni elektr energiyasini ijobiy yoki tuproqqa yo'naltiradi.
3.3, piyodalarga qarshi va elektromagnit moslashuvchanlik dizayni
Dvigatel qo'zg'alganda, quvvat manbai elementini tez almashtirish kuchlanish oqimi va kuchlanishining katta o'zgarishiga sabab bo'ladi, bu faqat chastotali devorga ta'sir qilmaydi, shuningdek quvvat manbai va erdan nazorat qilish pallasiga kiradi. Bunga qo'shimcha ravishda, vosita tormozlanishni boshlaganda, to'satdan o'zgarishning o'zgaruvchanligi va uning amplitudasi quvvat manbai kuchlanishidan ham yuqori bo'lib, old tomoni tik va chastota diapazoni kengligida va nazorat qilish davri DC quvvat manbai orqali kiritiladi. Shu sababli, mikroblarga qarshi va elektromagnit moslashuvchanlik dizayni ham juda muhimdir. Tizim bugungi kunda tekis to'lqin, chok va qatlam kabi tadbirlarni qabul qiladi.
Hozirgi tekis to'lqin: PWM kalitining oniy energiyasi nisbatan kattaroq bo'lgani uchun, RC filtri PWM kuchlanish kuchaytirgichining chiqish uchida filtrlash uchun ishlatiladi. Tegishli qarshilik va kattalik qiymatlarini tanlab, yuqori chastotali harmoniklar samarali tarzda bostiriladi va PWM kuchlanish kuchaytiruvchisining zichligi so'riladi. Shovqinni kamaytirish;
Deburring: Tizim quvvat manbai uchida filtri kondansatörünü oshiradi. Katta va kichik kondansatörler parallel ravishda qo'llaniladi. Katta kondansatör past chastota o'zgaruvchan signalni ajratish, filtrlash va yumshatishni talab qiladi. Kichik kondansatör, elektron tarmoqdagi o'rta va yuqori frekanslı parazitleri yo'q qiladi. Achchiq burmalarni samarali ravishda kamaytirish;
Himoya qilish: Dvigatelning qo'zg'aysan kabeli ikki marta himoyalangan va simlar iloji boricha boshqa kabellardan ajralib turadi.
4, tizimni boshqarish tizimini boshqarish
Nazorat tizimi tezlikni va joylashuvni yopiq pastadir kombinatsiyasini qabul qiladi va dasturiy ta'minotni amalga oshirish uslubini joriy qilish uchun o'rnak nazorat qilish usuli olinadi. Vaziyatni boshqarish klassik PI boshqaruv algoritmasına asoslangan, proportsional va integral parametrlar soddalashtirildi va segmentatsiya PI nazorati joriy etildi. Ya'ni, hisoblash xatosi segmentlangan va sozlash har bir xato oralig'ida turli orantial va integral parametrlar bilan amalga oshiriladi. Tizim yanada murakkab va barqaror ishlashiga ishonch hosil qiling.
5-rasmda, ya'ni berilgan burchak buyrug'i olinganidan so'ng, aniq dasturiy ta'minotni ishlab chiqarish oqimining diagrammasi birinchi navbatda namunaviy joylashuv ma'lumotini va berilgan burchak farqini hisoblang va so'ng farqni parametrlar majmui har bir segmentda. Kp1 va Ki1 vositachilik nazoratida ishtirok etadi, PI boshqaruvining chiqishini hisoblab chiqadi va keyin uni tegishli PWM qiymatiga aylantiradi.
5, xulosa
80C196KC va L298N DC vosita PWM boshqaruv tizimiga asoslangan holda, PWM signallari yagona chip mikrokompyuter tomonidan L298N kuchlanishli inshootlariga hosil qilinadi. Klassik PI segmentatsiya nazorati vosita boshqaruvini amalga oshirish uchun ishlatiladi. Oddiy o'chirish va qulay boshqarish xususiyatlariga ega. Ishlayotgan sinov natijalari tizimning barqaror va ishonchli ishlayotganligini, tezlikni tartibga solish funktsiyasi talablariga javob berishini va ko'plab havoda mahsulotlarda muvaffaqiyatli qo'llanilishini ko'rsatadi.
