Motoričke kontrole izolacije shema koristeći iCoupler tehnologiju
Robotski aplikacije zahtijevaju preciznu kontrolu motora koji pokreću mnogih zglobova stroja. Sustav kontrole mora znati pozicioniranje pozicije raznih robota oružja i regulacioni osigurati siguran i pouzdan rad. Biti efikasan, što trebaš znati više o gibanje rotora u kućište motora u više dubine.
Bez informacija o kut rotora (jednostavan slajd pod visoka opterećenja), elektronika kontroler može pružiti previše struje, koja je jednostavno izgubiti od vrućine. Kako bi se osjetiti mjesto i stanje rotora, važna varijabla kontrola algoritma je sadašnja razina namotaja motora. Koncepcijski, ovo je jeftina varijabla koja je lako pratiti jer samo uključuje pružanje veza s motora na upravljačkoj pločici. Međutim, postoje mnogi faktori koje treba uzeti u obzir kako bi se osiguralo da je signal kao točan kao moguće. Pogreške mogu rezultirati netočan detekciju lokacije i povećane nepotrebne potrošnje energije.
Najčešće koristi trenutni senzori u motoričke kontrole su otporničkim, Hall efekt senzori a strujni transformatori. Potonje dvije uređaji pružaju izolaciju, što je, dok je povećanje ukupne troškove, važno kada se bave velike snage. Šant otpornik sklopovi su obično ograničena na mjerenje struje 50A ili manje, ali imaju prednost imaju najviši linearnost odgovor u senzor type uređaji i niže troškove. Ovi uređaji su pogodni za mjerenje AC i DC.
Precizan i osjetljiv rezultate može se postići spojku šant otpornik delta-sigma modulator. Trokutasti sastavni uzorkovanja i tehnike filtriranja pomoći suzbiti prolazni šum efekte i podrška znatno iznad 12-bitnu rezoluciju. Texas Instruments ADS1203 je delta-sigma modulator namjenjen instrumentacije aplikacije uključujući i motoričke kontrole. Ovaj uređaj je jedan kanal, drugog reda delta-sigma modulator dizajniran za visoke razlučivosti Analogno-digitalne pretvorbe iz DC na 39kHz. Izlaz za ovaj Pretvornik je niz brojeva 1 i 0 čije vrijeme prosjek je proporcionalan analogni ulazni napon. Ključna prednost korištenja signala modulatora filtrirani delta-sigma je da izvor buke kvantizacije i prolazni šum izvora može se pretvoriti u visoke frekvencije, što olakšava filtriranje kroz-niskopropusni filtar.
Korištenjem modulator umjesto potpuna Analogno-digitalni pretvarač, dizajneri možete podesiti digitalne filtriranja performanse najbolje ispuniti zahtjeve motoričke kontrole. To uključuje strogu sinkronizacije s tranzistor prespajanje događanja u H-most sklop koji napajanje motora sama. Filtar se može se implementirati pomoću digitalni signalni procesor (DSP), mikrokontroler ili polja programirljiva vrata polja (sustavu), ovisno o ciljevima cijene i performansi. Korištenjem prilagođenog filtra, to je bolje odabrati između tranzijentni odziv i završno Uzorkovanje rezolucije. Višu stopu uzorkovanjem rezultira preciznosti, ali rezultira niža vrijednost ažurirati stopa - smanjenje uzorkovanjem smanjuje rezoluciju ali pruža veću stopu osvježavanja.
U smislu obrade podataka, je usporedba s tradicionalnim successive aproksimacija (SAR) Analogno-digitalni pretvarač. Pomoću pretvornika SAR, Uzorkovanje može biti izvedena uz pomoć uzorka i čekanje krug, koji omogućuje dizajneru sustav čvrsto kontrolirati vrijeme uzorkovanja trenutak. S druge strane, trokutasti sastavni pretvorbe koristi kontinuirana uzorkovanja proces, pa uzorkovani vrijednost je definirana okidač vremena. Nasuprot tome, uzorkovanih vrijednosti u ovom trenutku je ponderirani prosjek niza vrijednosti 1-bitni uzorak koji možda obuhvaćaju vrijednost ove točke u vrijeme zastupa ova uzorkovani vrijednost.
Filtriranje 1-bitni bitstream i vađenje niža stopa multi bitstream uzorak vrijednosti može biti učinjeno u dvije različite faze. Vrlo čest pristup je da koristite SINC filtar koji obavlja i poslove u jednu fazu. Treći red, poznatiji kao sinc3, trenutno je najčešći odabir za ove aplikacije.
Filter je u velikoj mjeri ponderirani zbroj uzorkovani vrijednost prozora koji daje više težine uzorkovanih vrijednosti u središtu slijed, a daje manje težine uzorkovanih vrijednosti na početku i kraj niza. Imajući u vidu utjecaj prebacivanje komponente snage tranzistora u mjerne struje, ovaj efekt treba uzeti u obzir, inače algoritam povratne informacije će biti pogođeni aliasing i slično.
Impulsni odziv sinc3 filtera je simetrično s udjela vrijednosti uzorka prije vrijednost uzorka centar i centar uzorak vrijednost je jednaka vrijednosti uzorka ga je slijedio. Prebacivanje komponenta struje je također simetrična uz prosjek trenutne točke: tako da zbroj prebacivanje komponente jednaka nuli. Ako centar dio prozora uzorkovanja je usklađen sa PWM sinkro impulsa vozili H-most, trenutna faza može izmjeriti bez usvojeno ime, ali mora se paziti kako bi se osiguralo da uzorak vrijednosti pravilno poravnati prilikom čitanja podataka iz filtra. Filtriranje nameće kašnjenja tako da uzorkovani vrijednost izlazni filtar će biti od višestruke prethodnih razdoblja kada se koristi PWM sinkro impulsa. To ima značajan utjecaj na planiranje softver programa u odnosu na osnovi SAR trenutna mjerenja.
U slučaju SAR, PWM sinkro impulsa može izazvati Analogno digitalni pretvarač za izvođenje niza konverzije. Kada se priprema podataka za kontrolu petlje, sustav generira prekid i počinje izvršavanje kontrole petlje. Ove Ogledne vrijednosti kontinuirano generira koristeći delta-sigma modulator i filter, ali važno Ogledne vrijednosti za trenutna faza mjerenja su spremni nakon dugotrajne odgode. Tajmera ili brojila treba koristiti generirati prekid kada PWM razine signala je prisutan. Kašnjenje u brojanju Ogledne vrijednosti je zapravo polovica sinc3 impulsni odziv.
U tipične kontrolu sustava nula naloga čekanje efekt PWM tajmer je mnogo više od polovice impulsni odziv, tako SINC filtar ne značajno utječe na petlju tajming. Korištenjem delta-sigma modulator i prilagođeni filtar, korisnik slobodno možete mijenjati SINC filtar kašnjenje za dobivanje uzorkovani vrijednost razlučivosti. Ova fleksibilnost je velika prednost prilikom dizajniranja algoritama motoričke kontrole. Obično neki dijelovi algoritma su osjetljivi na kašnjenje, ali manje osjetljiv na točnost povratne informacije. Ostatak algoritam se koristi u sprezi s nižim dinamiku i koristi od točnost ali manje osjetljiv zbog neprilika.
Uzeti u obzir proporcionalno integralni regulator (PI) algoritma. P dio i na ja-komponenta može koristiti isti signal povratne informacije. Međutim, put do P, a je sam put mogu biti odvojeni i povratne informacije signala može se kombinirati s različitim vrstama filtriranja funkcije. U PI regulatoru, P komponenta uglavnom se koristi za potiskivanje brzih promjena učinka opterećenja i brzine. Stoga, treba biti u mogućnosti odgovoriti na brze promjene u razinama signala. Ona bih-komponenta fokusira na stanju dinamičke performanse i više fokusiran na točnost mjerenja. Stoga, P komponente mogu imati koristi od niske rezolucije, brzo ažurirati stopa trenutne povratne informacije signala, što znači da sinc3 filtar ima nisku stopu uzorkovanjem i desetkovanje. Ona bih-komponenta će imati koristi od veće stope uzorkovanjem i može izdržati rezultirajući porast ažurirati mjera.
To je napomenuti da pri korištenju delta-sigma modulator u sustavu koja se bavi velikim opterećenjima, još jedan faktor za razmatranje je izolacija. Jedna mogućnost je da koristite samo izolacija pojačalo i izolirane sobe modulator za Analogno-digitalne konverzije ili mjesto za optički sprežnik između proizvodnju modulator i potrosnju uređaj za filtriranje digitalnih. Alternativno, izolirani delta-sigma modulator odabrati. Korištenjem izolirani modulator, analogni nadstrujno zaštitnog kruga može biti eliminiran jer digitalni filtar također može biti konfiguriran kako bi se uklonili učinci kod preopterećenja kruga.
Na AD7403 osigurava AnalogDevices, na primjer. Uvođenjem drugog reda modulator, ovaj uređaj omogućava fleksibilan izbor šant specifikacije i pruža više od 14 bita značajna bita i izlazni tok stopu od 20 MHz. Korištenjem odgovarajuće digitalnog filtera, uređaj postiže omjerom signal-šum od 88dB u 78,100 uzorcima/sekunda. Ova shema izolacije koristi iCoupler tehnologiju tvrtke i tvrtka tvrdi da nadmašuje performanse tipičnih optokaplerski aranžmana.
Sa dodatkom značajke kao što su izolacija i povećanja filtriranja performanse mikrokontrolera i programabilnim logičkim sklopovima, dizajneri mogu nastaviti Optimizirati motoričke kontrole za robotski aplikacije.
Ako želite kupiti medicinski uređaj motora, Molimo obratite pažnju da precizna medicinska motora.
