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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:2023-09-25 10:07:36 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

  具体实现功能 系统由STC89C52单片机、LCD1602液晶显示屏、霍尔测速传感器、3V直流电机、按键模块构成。 具体功能: 1、采用霍尔传感器非接触式测电机转速; 2、LCD1602液晶显示当前的转速(单位为转/分(RPM))和当前的PWM占空比0~100%; 3、电机转速能够最终靠按键调整,也能开始暂停,正转和反转; 4、按键可实现加速、减速、正转、反转、开始/暂停等功能。 使用说明: 液晶屏第一行显示电机转速,第二行显示占空比,占空比数值越大,电机转速越快。 系统一共有6个按键,单片机附近的独立按键是系统的复位按键,按下单片机会复位。 下面一排是控制按键: 1键:加速键,可以短按,占

  PWM调速设计 /

  目录 1)功能概述 2)引脚连接 3)框架介绍 4)模块说明 5)复用规则 6)工程链接 1)功能概述 名称:独立按键控制直流电机调速 内容:对应的电机接口需用杜邦线个按键分别加速和减速; 采用8个8段数码管的后两位显示0~10级速度; 2)引脚连接 P3连接按键;P0连接8x八段数码管,P22段码锁存,P23位码锁存;P1.1连接ULN2003的一个输入;直流电机端连接ULN2003对应的输出,另一端连接VCC。 3)框架介绍 本文最大的目的不是介绍怎么来实现功能,而是如何做一种方便复用和理解的框架。如下图左

  为例建一个简单的51工程框架 /

  过去几年来,小型彩色LCD显示屏已经被集成到范围越来越宽广的产品之中。彩色显示屏曾被视为手机的豪华配置,但如今,即便在入门级手机中,彩屏已成为一项标配。幸好,手机产业的经济规模性(全地球手机年出货量接近10亿部)降低了LCD彩色显示屏的成本,并使它们集成在无论是便携医疗设施、通用娱乐遥控器、数字相框/图像查看器、教育玩具,或是最新具有WiFi功能的VoIP无绳电话等别的产品中都具有吸引力。 彩色LCD显示屏需要白色背光,以便用户在任何光照环境下都能正常地观看。这个背光子系统包括1个高亮度白光发光二极管(LED)阵列、1个扩散器(diffuser)以扩散光线个背光驱动器将可用电能稳压为恒定电流以驱动LED。一块1到1

  摘要: 本文介绍了一种适用于控制永磁无刷直流电机的廉价嵌入式微控制器,并结合实例给出了软件和硬件两种控制方法。     关键词: 永磁无刷直流电机  控制  嵌入式微控制器 一、 概述 永磁无刷直流电机(Permanent Magnet Brushless DC Motor以下简称PMBLDC)由于其固有的特点,在家用消费类产品(空调、冰箱、洗衣机)和IT周边产品(打印机、软驱、硬驱)中得到普遍的应用。它具有结构相对比较简单、高效、低噪声、高功率密度、启动扭矩大、寿命长等其它种类直流电机不能够比拟的特性。我国是稀土大国,稀土永磁材料经过这几年的发展,已经有了一定的规模,质量和数据都有较大的提高,价

  脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路来控制的一种很有效的技术,大范围的应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 PWM整流器是应用脉宽调制技术发展起来的一种新型电源变流器。其基础原理是经过控制功率开关管的通断状态,使整流器输入电流接近正弦波,并且电流和电压同相位,从而消除大部分电流谐波并使功率因数接近于1。 利用可变占空比(脉宽调制或PWM)的方法,可实现LED驱动电路的调光。PWM方法可充分的利用LED的功能,因为电流越大,特定功耗(温度)水平下的LED光输出就越大。 即使可用的控制信号是直流信号,也可以用性能可预测且具良好

  的调光 /

  采用C50x对无刷直流电机来控制 无刷直流电机由于具有容易控制、无换向器、结构相对比较简单、转速高、效率高而得到愈来愈普遍的应用,各类专用芯片的不断推出又逐步推动了它的应用和发展。C50x是西门子公司针对无刷直流电机而推出的单片机控制芯片,内部具有硬件换相电路,简化了无刷直流电机控制器的硬件结构,增强了可靠性。C504能控制一台电机,C508能控制两台。本文以C504为例,介绍无刷直流电机控制调速系统的设计方法。 无刷直流电机调速控制管理系统结构及功能 无刷直流电机调速控制管理系统结构如图1所示。系统主要由单片机控制器、1GBT驱动电路、1GBT桥路、三相无刷直流电机转子位置检测电路、保护电路、液晶显示及操作电路等组成

  进行控制 /

  驱动电路由缓冲器U、电阻R2 、R3 及1 对小功率开关三极管对管B1 、B2 组成。当控制信号为低电平时,同向缓冲器U 输出低电平, a 点电位为低电位,双极型三极管B1 、B2对管的基极电位为低电位,流过NPN 型三极管B1 的基极电流近似为零,三极管B1 截止,相当于集电极与发射极间串联大电阻,而流过PNP 型三极管B2 的电流迅速达到饱和电流,三极管B2 饱和导通,N 沟道绝缘栅场效应管Q1 的栅极近似接地,Q1 管截止;当控制信号为高电平时,同向缓冲器U 输出高电平, a 点电位为高电位,双极型三极管B1 、B2 对管的基极电位为高电位,流过NPN 型三极管B1 的基极电流迅速达到饱和,三极管B1 饱和导通,而流过PNP

  1 引言 在自适应光学合成孔径成像系统中,某个孔径通道的原始信号相位信息因大气、载体振 动等因素引起发生明显的变化时,冗余信息就会将两两通道的变化信息反映出来,通过光学系统提 取出用于冗余间隔校正的信息,经过计算机反馈控制驱动电压鼓完成相位的实时校正。我们 在该反馈系统中引入了压电陶瓷筒PZT 进行反馈控制。在外加电场作用下,具有逆压电效 应的压电陶瓷材料(PZT)将发生形变,PZT 筒上的光纤也就会随着PZT 筒的径向位移而产 生长度的变化,从而改变光波相位。任何 PZT 的使用不能离开相应的驱动电路,PZT 能否 正常、有效的工作,取决于它的驱动电路的性能,对于PZT 进行动态反馈控制的系统而言, PZT 驱动电路能否线性

  13页

  设计

  及并联特性研究

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