Uz kontinuirano povećanje troškova rada, upotreba robota umjesto radne snage za rad ponovnog rada visokog intenziteta je važan pravac modernog istraživanja robota. Robot za rukovanje treba da koordinira rad motora pogona na zadnjim točkovima i upravljaču prednjeg točka u navigaciji. Pogon motora robota za rukovanje ima svoje posebne zahtjeve za primjenom. Ima visoke zahteve za dinamičke performanse motora. U svakom trenutku može doći do određene pozicije potrebne za kontrolu i zaustaviti upravljač sa bilo kojim uglom. Opseg obrtnog momenta pogonskog motora je veliki. Radno okruženje sa velikim brojem obrtnog momenta sa ravnim površinama bez opterećenja takođe ima uslove rada za penjanje punim opterećenjem, a takođe zahteva i visoku efikasnost u radu. Prema gore navedenim tehničkim zahtevima, ovaj papir bira DC motor sa tehnologijom zrelog kontrole i lako regulira brzu regulaciju brzine kao primjenu robota za rukovanje.
1 sistemski hardverski dizajn
1.1 hardverska struktura robotskog kontrolera motora
Glavni kontroler koristi STM32F107 jezgre Cortex-M3. U kontroleru se nalazi 8 tajmera, među kojima su TIM1_CH1 i TIM8_CH1 napredni kontrolni timeri, a TIM1_CH1 se koristi za brojanje enkodera motora. TLM8_CH1 se koristi za referentno vreme upravljanja upravljačem. TIM2CH1, TIM3CH1, TIM4_CH1 i TIM5_CH1 se koriste za generisanje PWM gornjih i donjih mostova na motorima i servo pogonima, respektivno.
PA0 port i PB0 port koji pokreću prekid EXIT0 koriste se za prekostrujnu zaštitu motora i servo-prekida. PA1 port i PB1 port koji pokreću EXIT1 prekid koriste se za ograničenje zaštite na obe strane servo-uređaja. Kolo za pogon motora usvaja bootstrap booster čip IR2103 i MOSFET 75N75. Fazna akvizicija motora na zadnjim točkovima i servo pretvaraju se u napon konstantnom žicom i šalje se u A / D uzorkovanje pin STM32F107 kroz amplifikaciju i filtriranje. ADC12_IN1 implementira prekostrujnu zaštitu. Kroz serijsku komunikaciju domaćeg računara ili unutrašnju referentnu brzinu programa STM32F107, kontrolišite napred i nazad obrtanje, brzinu i upravljanje upravljačem motora. Blok dijagram strukture hardvera motora za rukovanje robotom.
1.2 Izbor i dizajn modula
1.2.1 Dizajn sa pogonom na snagu
Snabdevanje motorom snabdeva 24V akumulator sa nominalnom snagom od 240W, a realizuju ga četiri 75N75 mostova. 75N75 je MOSFET energetska cijev sa maksimalnim izdržljivim naponom od 75V, maksimalnom strujnom vrednošću od 75A i krugom pogona motora.
Q1, Q4, Q2 i Q3 formiraju dva mosta, odnosno, koji kontrolišu napred i nazad obrtanje motora. Kada je uključen MOS tranzistor sa visokim stranama, izvorni napon i napon odvoda su isti i jednaki su napajanju VCC. Zbog toga, da bi se postigla normalna vožnja MOS tranzistora, napon vrata je veći od VCC-a, za koji je potreban poseban čip IR2103. . PWM signal koji generiše kontroler ulazi u HIN pin, a EN1 i EN2 izlaza regulatora I / O porta se koriste kao signali omogućavanja. Izlazni terminal HO može dobiti viši napon od VCC-a, a veća vrijednost napona je tačno napon napunjen preko kondenzatora. Diod povećava brzinu provodljivosti, smanjujući otpornost 75N75 i smanjujući gubitak prekidačke cijevi. Istovremeno, dva izlazna porta HO i LO IR2103 imaju funkciju blokiranja za sprečavanje kratkog spoja uzrokovanih ravnim gornjim i donjim krajevima motora zbog greške softvera ili hardvera.
1.2.2. Zaštita od prekostrujne zaštite
Postavljanje prekostrujne zaštite u upravljačkom sistemu motora ima dva značenja: jedan je da se spreči preopterećenje ili blokiranje motora tokom normalnog rada motora, tako da je struja namotaja armature prevelik da ošteti motor ili čak uzrokuju vatra; Kada se pokretanje ramena pokrene, struja je veoma velika, i često je nemoguće započeti direktno. Neophodno je sačekati da namotavanje ekscitacije postepeno uspostavi magnetno polje, a zatim da radi normalno, i poželjno je da se motor pomera rame što je brže moguće. Sa zaštitom od prekomerne struje, struja je isecana, omogućavajući bezbednom i brzom pokretanju motora. Shema prekostrujne zaštite je prikazana na slici 3.
Fazna struja motora pretvara se u naponski signal Vtext konstantnom žicom, a analogna količina AD1 pojačana operativnim pojačavačem se šalje kontrolnom modulu A / D pretvaraču, a digitalna količina EVA nakon upoređivanja pomoću komparatora napona se šalje kontroloru. Eksterni prekidni priključak.
