基于STM32F107的搬運(yùn)機(jī)器人電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1．2 模塊的選擇與設(shè)計(jì)
1．2．1 功率驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)
電機(jī)的供電電源是由24 V的蓄電池提供，額定功率為240W，由4個(gè)75N75組成橋式電路來實(shí)現(xiàn)。75N75是MOSFET功率管，其最高耐壓75V，最高耐流75 A，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160667.htm
Q1、Q4和Q2、Q3分別組成兩個(gè)橋路，分別控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。高端驅(qū)動(dòng)的MOS管導(dǎo)通時(shí)源極電壓和漏極電壓相同且都等于供電電樂VCC，所以要實(shí)現(xiàn)MOS管正常的驅(qū)動(dòng)，柵極電壓要比VCC大，這就需要專門的升壓芯片IR2103。控制器產(chǎn)生的PWM信號(hào)輸入HIN引腳，控制器I／O口輸出的EN1、EN2作為使能信號(hào)。輸出端HO就可得到比VCC要高的電壓，且高出的電壓值正好是充在電容兩端的電壓。二極管提高導(dǎo)通速度，使得75N75的導(dǎo)通電阻更小，降低了開關(guān)管的損失。同時(shí)IR2103的兩個(gè)輸出口HO、LO具有互鎖功能，防止由于軟件或硬件錯(cuò)誤造成的電機(jī)上下橋臂直通造成短路。
1．2．2 過流保護(hù)的設(shè)計(jì)
在電機(jī)控制系統(tǒng)中安裝過流保護(hù)有兩方面的意義：一是防止在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電機(jī)出現(xiàn)超載或堵轉(zhuǎn)而使得電樞繞組電流過大損害電機(jī)甚至引發(fā)火災(zāi)；另一方面是由于電機(jī)肩動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流很大，往往不能直接啟動(dòng)，既需要等勵(lì)磁繞組逐漸建立磁場(chǎng)后再正常運(yùn)行，又希望電機(jī)以盡量快的速度肩動(dòng)起來。有了過流保護(hù)對(duì)電流進(jìn)行斬波，可以使電機(jī)安全快速地啟動(dòng)。過流保護(hù)原理圖如圖3所示。
電機(jī)的相電流通過康銅絲轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Vtext，經(jīng)過運(yùn)算放大器放大后的模擬量AD1送至控制器A／D轉(zhuǎn)換模塊，同時(shí)將經(jīng)過電壓比較器比較后的數(shù)字量EVA送至控制器的外部中斷口。
2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
2．1 μC／OS-II的體系結(jié)構(gòu)
μC／OS-II是一種可移植的、可植入ROM的、可裁剪的、搶占式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，最小內(nèi)核可編譯至2 KB。μC／OS-II是用C語言和匯編語言編寫的，其中絕大部分代碼郜是用C語言編寫的，只有極少部分與處理器密切相關(guān)的代碼是用匯編語言編寫。μC／OS-II僅僅包含了任務(wù)調(diào)度、任務(wù)管理、時(shí)間管理、內(nèi)存管理、任務(wù)間的通信和同步等基本功能。
評(píng)論