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在ROS学习平台中常常使用到的直流电机控制原理与驱动电路

时间:2023-09-30 12:54:11 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  在使用ROS机器人构建地图的过程中,需要在房间内自主运行,采集地图信息。这样的一个过程中需要控制电机的正反转,电机的转速,以适应机器人直行,转弯等动作。

  正反转控制原理有刷电机的正反转格外的简单,只需要交换电机供电线正负极,便能轻松实现电机正反转控制。在自动控制系统中,我们不可能手动去不停交换电机正负极供电顺序,需要用程序配合硬件电路去实现。

  如下图所示,使用4个功率管(可以为MOS管或者IGBT)搭建成桥式电路,在桥臂中心引出两根导线,连接到电机的供电引脚上。

  当使用单片机控制Q2,Q3导通,Q1,Q4截止时。电流经过过电源正极,经过Q3,电机线流到GND。假设这种状态时电机正转。

  当使用单片机控制Q1,Q4导通,Q2,Q3截止时。电流经过过电源正极,经过Q1,电机线流到GND。假设这种状态时电机反转。

  通过桥式电路的两种状态切换便可以轻轻松松实现电机正反转控制。对于有刷电机的正反转控制还能够正常的使用2个继电器简单实现,但是这样的形式不便于调速控制,这里就不介绍了。

  从公式中能够准确的看出电机转速n和供电电压成正比。所以通过改变电机供电电压能够达到到调速的目的。

  在电力电子中能够最终靠PWM波控制开关管导通与关闭来调制直流电压。并且调制电压满足关系Vout=D*Vin,式中D为PWM波的占空比,等于在一个PWM周期内高电平持续的时间与PWM周期的比值。

  调速方法:在进行晶体管控制时,可以再一次进行选择不同的三种斩波方式HPWM-LON,HON-LPWM,PWM-ON-PWM。我通常使用的为HPWM-LON方式即上管PWM,下管导通。

  H桥电路采用4颗大电流NMOS管,栅极100欧姆电阻起到抑制浪涌电流的作用,10K电阻组成栅源寄生电容泄放回路,栅极二极管提供一个低阻抗MOS管关断路径,加快MOS管关断。(电路中元件参数看结合实际PCB进行调整)

  半桥驱动电路,当MOS管栅源电压高于阈值电压时MOS管开始导通,IRF3710的阈值电压为4V。但是只是使用4V电压进行驱动MOS管时,MOS管Rds比较大,MOS管不能流过过大电流,如下图所示:

  从图中能够准确的看出,随着栅源电压的增大MOS管的通流能力也就随着增大。所以在驱动器设计过程中,我使用了12V电源作为MOS管的驱动,当MOS管导通时,MOS能够有很小的Rds,使MOS管有更大的通流能力。

  电路中C7作为自举电容,当驱动H桥电路中的上桥臂时,由于上桥MOS管源级踩在较高的电压上(24V),所以MOS管G极电压应该比源极高12V时才能够导通(Vgs=36V),这里利用电容两端电压不能突变的特性,半桥驱动芯片内部电路将MOS管栅极抬升至36V,此时MOS栅源电压满足导通条件。由于自举电容C7要一直地间隔进行充电,也就导致了此种电路PWM占空比不能够达到100%,在编程时需要非常注意。

  光偶隔离电路,使用光耦器件将驱动器与主控进行电气隔离,防止电机驱动器对主控制器的干扰。关键字:编辑:什么鱼 引用地址:在ROS学习平台中常常使用到的直流电机控制原理与驱动电路

  摘 要: 直流电机位置伺服系统是天然气发动机电子调速系统的关键组成部分。本文利用Freescale公司的MC9S12型单片机,结合电机位置反馈和电枢电流检测,研制出了数字式PWM型伺服驱动器。该驱动器充分的利用单片机的内嵌资源,实现了位置、速度和电流三闭环控制策略。 关键词: 天然气发动机 直流电机 位置伺服系统 三闭环控制 随着我们国家能源紧缺问题的日益严峻,在生产实践中逐步的提升能源利用率是大势所趋。然而我国西部的大部分油田任旧存在伴生天然气大量放空的现象。为此可以将伴生天然气经简单分离处理后直接驱动大功率天然气发动机工作,使其带动发电机发电并送入电网,来提升能源的综合利用率。因此这种天然气发动机及发电机组将具有十分广阔的

  位置伺服系统驱动器设计 /

  日前,德州仪器 (TI) 宣布推出旨在实现高效率与低噪声的最新器件进一步壮大其无传感器、无刷直流 (BLDC) 电机驱动器产品阵营,其所需的外部组件数量低至仅一个电容器。该 DRV10963 是一款 5V 三相位无传感器 BLDC 电机驱动器,可简化布局,将板级空间减少 80%,从而可帮助设计人员创建更具创新性、更小巧、更时尚的设计的具体方案。它包含集成型换向逻辑,无需代码开发,可实现电机瞬间启动,而其 180 度纯正弦输出则可实现高效静音驱动。

  驱动器 /

  概述 该设计以DC-DC变换器为核心,实现220V市电至+60V/20A的电源转换。电源设计中采用功率因数校正技术,提高了有功功率;特别是电源设计了微机控制接口,与随动系统同步工作,并实现了上电时序控制,确保+60V电压相对低压输出滞后上电。采用多重滤波措施和双绞线输出方式,大大降低输出电压纹波,提高电源输出质量;具备完善的自保护功能和监控检测功能,提高了电源的安全性和可靠性。 电源设计 系统结构 220V交流电压经整流和滤波后得到320V左右的直流电压,加至电源模块输入端。单DC-DC模块的最高输出电压一般为+48V,要得到+60V的直流输出电压,一定要采用模块串联的方法得到。设计采用两块PH600S280-28

  每年市场上都要新增几百款手机,这些手机的基本功能都一样,那就是通信。手机的周边设计是增加手机附加功能、增加手机卖点以及新利润点的主要途径。不同手机的区别主要住于外围功能,譬如外观、屏幕颜色亮度、多媒体功能、蓝牙、照相机功能等。手机集成照相机功能是现在手机设计的必然趋势,手机相机的像素也慢慢变得高。为获得更好的图像效果,手机相机的闪光灯功能也变得越来越重要。 目前的手机相机主要采用 LED闪光灯。闪灯用的LED只需要3.5~4.5V直流电压、120~250mA电流就可以发出2000~7500mcd的高亮度光。LED低压闪光灯电路简单、高效、省电,而且成本低、PCB面积小,特别适用于手机、数码相机和手持设备,很受手持影像产品市场的青睐

  无刷直流电机具有体积小、重量轻、维护方便、高效节能、易于控制等一系列优点,被广泛应用于各个领域。传统的无刷直流电机大多以霍尔元件或其它位置检测元件作位置传感器,但位置传感器维修困难,且霍尔元件的温度特性不好,导致系统可靠性变差。因此,无位置传感器无刷直流电机成为理想选择,并具有广阔的发展前景,但它的控制电路相当复杂。M L4428控制芯片的出现,简化了控制电路的设计,该芯片内部含有反电势检测电路、起动换向逻辑电路和保护电路,使 控制器芯片 只需外接少量的阻容元件就可以实现对直流无刷电动机的控制。 2.M L4428原理图及功能实现 M L4428电机控制器不用霍尔传感器就可为Y形无刷直流电机(BLDC)提供起动和调速所需的各

  BLDC电机的控制电路 如果需要电机转动起来,需要给电机转子一个旋转的磁场。对于三相无刷直流电机来说,直流电压源只为三相逆变器提供恒定电压,所以需要通过三相逆变器将直流电转换成三相电流,依次为不同线圈对通电。 BLDC电机通过下图所示三相逆变器电路可以实现电机的换向逻辑,实质上就是通过控制Q0~Q5开关的导通和切断,来控制右侧A、B、C三相电机定子上产生所需要的正弦电压,那么我们需要控制的也就是这六个开关的开关周期。这里涉及到了一个算法,后面我们会讲到,就是空调矢量脉宽调制(SVPWM)。 下图的BLDC电机在非驱动端的定子中嵌入了三个霍尔传感器。上文我们讲到了,当电机每转过60个电角度,其中一个霍尔传感器就会改变状态。

  控制的概念及原理 /

  STC15W4K56S4单片机PID控制直流电机转速 下面是制作出来的实物图: 电机上电运行平稳 L298N控制电机转速 STC控制板 单片机源程序如下: #include STC15W4K56S2.h #include Counter1.h #include USART.h #include TIMER.h #include PWM_CONTR.h #define u8 unsigned char #define u16 unsigned int u16 Speed_Temp=0; sbit Led=P5^5; struct _Pid{ u8 SetSpeed; //设置值

  PID控制转速源码 /

  电动自行车具有环保节能,价格合适,无噪声,便利等特点,因此,电动自行车成为当今社会人们主要的代步工具。与此同时,消费者和商家对整车的质量及可靠性要求也慢慢的升高。作为整车四大件之一的控制器的可靠性显得尤为重要。功率MOSFET以及相关的驱动电路的设计直接与控制器的可靠性紧密相关,尤其是在续流侧,MOSFET的驱动电路设计不当,续流侧 MOSFET很容易损坏,因此本文就如何测量、分析与调整控制器的MOSFET驱动线路来提高MOSFET的可靠性作一些研究,以便能够为设计人员在设计产品时作一些参考。 1 MOSFET开关过程及MOSFET参数模型 1.1 MOSFET开通过程 MOSFET开通过程中的波形见图1所示,其

  的设计 /

  13页

  设计

  及并联特性研究

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