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使用帶集成驅(qū)動器的功率器件板實現(xiàn)機器人控制

2453872 2017-05-10 | rar | 0.80 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

　　您已根據(jù)視頻源、其它傳感器、項目目標(biāo)和應(yīng)用細(xì)節(jié)的輸入，確定了機器人手臂的軌跡和位置。剩下只有一個問題——即將所需的目標(biāo)位置轉(zhuǎn)換為特定指令，以需要的加速度、速度和減速度驅(qū)動手臂的電機，使其在沒有過沖和任何電氣問題的情況下（如果存在機械故障）順利到達(dá)終點。

　　將來自系統(tǒng)處理器的低電平數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電機本身具體的詳細(xì)指示，是一個需要多方位考慮的過程。此外，這些數(shù)字信號不具備電機通常所需的高電壓和高電流。因此，在實際電機的指令和控制之間需要一系列的控制和轉(zhuǎn)換級（圖 1）

　　圖 1：完整的電機控制信號路徑由數(shù)字和處理器功能（1、2、3）以及需要截然不同設(shè)計專長的模擬和電源電路（4、5）構(gòu)成，具有復(fù)雜的技術(shù)要求。（使用 Digi-Key Scheme-it 繪制的原理圖）

　　其中的中間級是調(diào)用總體任務(wù)（“將杯子從 A 移動到 B 并清空內(nèi)容物”）的用戶 I/O（框 1）與實際執(zhí)行工作的電機（框 6）之間的關(guān)鍵路徑。具體包括：

　　將高級目標(biāo)轉(zhuǎn)換為一個或多個電機的“向前移動機械臂 2 英寸，順時針旋轉(zhuǎn) 180 度，然后停止”（框 2）等具體步驟的監(jiān)控處理器；

　　運動控制算法處理器（框 3）。該處理器定義了如何根據(jù)加速度和加速時段、行進速度、減速度和減速時段以及終點等所需的運動軌跡因素完成每個步驟。然后確定如何驅(qū)動電機線圈，并執(zhí)行這些細(xì)節(jié)。此外，可用一個處理器為多個電機執(zhí)行此操作，尤其是當(dāng)它們的動作相互關(guān)聯(lián)時。

　　來自（3）的低電平數(shù)字信號然后進入 MOSFET/IGBT 驅(qū)動器（框 4），它可提供打開/關(guān)閉電源開關(guān) MOSFET/IGBT 所需的特定電壓和電流。這些驅(qū)動器是輕松的低電平數(shù)字信號與棘手的高功率管理功能之間的接口。這些驅(qū)動器必須與 MOSFET/IGBT 所需的電壓、電流、壓擺率以及開/關(guān)時段等獨特驅(qū)動參數(shù)相匹配，并且還要適應(yīng) MOSFET/IGBT 可能遇到的開關(guān)瞬態(tài)、過熱、甚至短路等常見問題。

　　然后，電源開關(guān)（MOSFET 或 IGBT）以電機所需的電流/電壓水平（框 6）控制進入電機線圈的電流（框 5）。請注意，許多但并非所有應(yīng)用還需使用電機提供的某類傳感器反饋（霍爾效應(yīng)傳感器、編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器），以告知處理器該電機的實際情形；而有些算法，如磁場定向控制（FOC），不需要此類反饋，但需要進行額外的計算并可能降低精度。