डीसी मोटर PWM नियंत्रण प्रौद्योगिकी 80C196KC और L298N पर आधारित
डीसी मोटर्स व्यापक रूप से उनके उत्कृष्ट गति विनियमन प्रदर्शन, बड़े शुरू टोक़ और मजबूत अधिभार क्षमता के कारण विभिंन क्षेत्रों में प्रयोग किया जाता है । हाल के वर्षों में, डीसी मोटर्स के ढांचे और नियंत्रण के तरीकों में काफी बदलाव आया है । कंप्यूटर नियंत्रण क्षेत्र में प्रवेश करने और नए बिजली इलेक्ट्रॉनिक बिजली घटकों के उद्भव के साथ, PWM (pulsewidthmodulaTIon) गति विनियमन डीसी मोटर गति विनियमन का एक नया तरीका बन गया है. और क्योंकि उच्च स्विचन आवृत्ति, कम गति पर स्थिर आपरेशन, उत्कृष्ट गतिशील प्रदर्शन, उच्च दक्षता, आदि, यह व्यापक रूप से डीसी मोटर गति विनियमन में प्रयोग किया जाता है ।
2, PWM गति नियंत्रण प्रणाली के काम के सिद्धांत पर आधारित
PWM या पल्स चौड़ाई मॉडुलन उच्च शक्ति ट्रांजिस्टर के स्विचन विशेषताओं का उपयोग करने के लिए एक निश्चित वोल्टेज डीसी बिजली की आपूर्ति, पर चालू और बंद एक निश्चित आवृत्ति पर मिलाना को संदर्भित करता है, और जरूरत के रूप में एक चक्र में पर और बंद समय की लंबाई बदल जाते हैं. मोटर की गति वोल्टेज के कर्तव्य चक्र को बदलने के द्वारा नियंत्रित किया जाता है डीसी इमदादी मोटर के कवच पर औसत वोल्टेज की भयावहता को बदलने के लिए. इसलिए, यह अक्सर एक स्विच ड्राइव डिवाइस के रूप में संदर्भित किया जाता है ।
PWM और PFM (pulsefrequencymodulaion): कर्तव्य चक्र को बदलने आमतौर पर दो मोड है. PWM पर पल्स चौड़ाई, जो निश्चित आवृत्ति समायोजन के रूप में जाना जाता है को बदलने से है. PFM एक स्थिर पर पल्स चौड़ाई है । स्विचिंग आवृत्ति बदलकर कर्तव्य चक्र बदल जाता है । एक विशेष आवृत्ति पर यांत्रिक अनुनाद के बाद से अक्सर कंपन और प्रणाली के चीख़ना का कारण बनता है, PWM डीसी मोटर के नियंत्रण में प्रयोग किया जाता है. नियंत्रण विधि मुख्य रूप से है ।
3.80C196KC और L298N पर आधारित नियंत्रण प्रणाली के हार्डवेयर डिजाइन
डीसी मोटर गति नियंत्रण 80C196KC और L298N पर आधारित प्रणाली MCU ंयूनतम प्रणाली, आर/डी कनवर्टर, PWM शक्ति एंपलीफायर सर्किट, ए/डी और डी/रूपांतरण सर्किट, और प्राप्त कमांड इंटरफेस सर्किट के होते हैं । एकल चिप माइक्रो कंप्यूटर के ंयूनतम प्रणाली 16 बिट एकल चिप 80C196KC बाहरी विस्तार इंटरफेस सर्किट है, जो मुख्य रूप से डेटा अधिग्रहण, PWM संकेत पीढ़ी, आदि के कार्यों का एहसास करने के लिए प्रयोग किया जाता है को गोद ले ।
३.१. पावर इंटीग्रेटेड सर्किट L298N का परिचय
आदेश में प्रणाली दक्षता में सुधार लाने और बिजली की खपत को कम करने के लिए, बिजली एंपलीफायर ड्राइविंग सर्किट एक एकीकृत सर्किट एक द्विध्रुवी एच पुल पल्स चौड़ाई मॉडुलन विधि पर आधारित L298N का उपयोग करता है । L298N छोटे आकार और मजबूत ड्राइविंग क्षमता की विशेषताओं है, जो एसजीएस द्वारा उत्पादित एक उच्च प्रदर्शन पल्स चौड़ाई मॉडुलन शक्ति एम्पलीफायर है । इसमें दो एच-ब्रिज हाई-वोल्टेज और हाई-करंट ब्रिज ड्राइवर्स शामिल हैं । यह एक एकल चिप में मोटर के पूरे पुल ड्राइव कर सकते हैं और 46V और 2a नीचे करने के लिए मोटर्स ड्राइव कर सकते हैं ।
३.२, डीसी मोटर नियंत्रण प्रणाली हार्डवेयर सर्किट
L298N दो डीसी मोटर्स ड्राइव कर सकते हैं । क्योंकि गति नियंत्रण प्रणाली एकल धुरी संरचना है, ताकि बिजली एम्पलीफायर सर्किट की लोड क्षमता का पूरा उपयोग करने के लिए, सिस्टम अधिकतम त्वरण और ब्रेक के साथ अधिकतम त्वरण के साथ शुरू कर सकते हैं. आउटपुट नियंत्रण डीसी मोटर के साथ समानांतर में प्रयोग किया जाता है । के रूप में चित्रा 4 में दिखाया गया है, इनपुट टर्मिनलों IN1 और IN3 समानांतर में जुड़े रहे हैं, IN2 और IN4 समानांतर में जुड़े हैं, उत्पादन टर्मिनलों OUT1 और OUT3 समानांतर में जुड़े हुए हैं, और OUT2 और OUT4 क्रमशः मोटर के दो सिरों के समानांतर में जुड़े हुए हैं. सक्षम टर्मिनल एक चिप माइक्रो कंप्यूटर के उच्च गति उत्पादन बंदरगाह HSO1 द्वारा नियंत्रित किया जाता है ।
एकल चिप माइक्रो कंप्यूटर 80C196KC स्थिति पाश और गति पाश आपरेशन परिणाम के अनुसार PWM संकेत देता है. PWM संकेत IN1 (IN3) टर्मिनल के लिए सीधे उत्पादन है, और एक चैनल ७४०६ के माध्यम से IN2 (IN4) के लिए औंधा है. जब PWM एनालॉग सिग्नल के कर्तव्य अनुपात ५०% है । मोटर के दोनों छोर पर सकारात्मक और नकारात्मक वोल्टेज एक ही समय के लिए जोड़ रहे हैं । मोटर इस स्थिति में माइक्रो-शेक के एक राज्य में है, कि है, "शक्ति स्नेहन" राज्य में. जब शुल्क अनुपात ५०% से अधिक है, सिग्नल वोल्टेज OUTA OUTB से अधिक है, और मोटर आगे घूर्णन है, अन्यथा रिवर्स. इसलिए, यह करने के लिए नकारात्मक प्रतिक्रिया और पूर्ण बंद लूप नियंत्रण के रूप में आदेश में प्रत्येक कड़ी के उत्पादन ध्रुवीयता सीधा करने के लिए आवश्यक है । मोटर गति को नियंत्रित करने के लिए PWM ड्यूटी चक्र बदलकर, मोटर स्टीयरिंग भी बदला जा सकता है, और नियंत्रण विधि सरल और विश्वसनीय है । इसके अलावा, क्योंकि मोटर बिजली का तार प्रकार का है, वापस विद्युतवाहक बल का गठन किया है जब मोटर अचानक बंद हो जाता है और अचानक उलट जाता है । L298N चालक चिप के सामान्य संचालन सुनिश्चित करने के लिए, उत्पादन टर्मिनलों के बीच निरंतरता के दो जोड़े OUTA, OUTB और डीसी मोटर जोड़ा जाता है. प्रवाह डायोड के लिए बिजली की आपूर्ति की सकारात्मक या जमीन के लिए वर्तमान को L298N हानिकारक से पीठ विद्युतवाहक बल को रोकने के लिए भिजवाने ।
३.३, विरोधी हस्तक्षेप और विद्युत चुम्बकीय संगतता डिजाइन
जब मोटर संचालित है, विद्युत मुख्य स्विचिंग तत्व के तेजी से स्विचन बिजली वर्तमान और वोल्टेज है, जो न केवल ड्राइविंग सर्किट को प्रभावित करता है के परिवर्तन की एक बड़ी दर का कारण बनता है, लेकिन यह भी शक्ति के स्रोत और जमीन के माध्यम से नियंत्रण सर्किट में प्रवेश करती है । इसके अलावा, जब मोटर ब्रेक लगाना शुरू होता है, एक क्षणिक वोल्टेज लोड में अचानक परिवर्तन पर उत्पन्न होता है, और इसके आयाम भी बिजली की आपूर्ति वोल्टेज से अधिक है, और सामने किनारे खड़ी है और आवृत्ति बैंड चौड़ा है, और नियंत्रण सर्किट डीसी पीओ के माध्यम से इनपुट है wer स्रोत. इसलिए, विरोधी ठेला और विद्युत चुम्बकीय संगतता डिजाइन भी महत्वपूर्ण है. प्रणाली मौजूदा सपाट लहर, गड़गड़ाहट, और परिरक्षण जैसे उपायों को गोद ले ।
वर्तमान फ्लैट वेव: pwm स्विच के तात्कालिक ऊर्जा के बाद से अपेक्षाकृत बड़ा है, आर सी फिल्टर pwm शक्ति एंपलीफायर के उत्पादन के अंत में छानने के लिए प्रयोग किया जाता है । उचित प्रतिरोध और समाई मूल्यों का चयन करके, उच्च आवृत्ति harmonics प्रभावी ढंग से दबा रहे हैं, और PWM शक्ति एम्पलीफायर के पीक वोल्टेज अवशोषित हो जाती है. कम हस्तक्षेप;
गड़गड़ाहट: प्रणाली बिजली की आपूर्ति के अंत में फिल्टर संधारित्र बढ़ जाती है । बड़े और छोटे संधारित्र समानांतर में उपयोग किया जाता है । बड़े संधारित्र, युग्मन को छानने और कम आवृत्ति बारी संकेत के चिकनी कंधों । छोटे संधारित्र सर्किट नेटवर्क में मध्यम और उच्च आवृत्ति परजीवी को समाप्त । युग्मन, प्रभावी रूप से स्पाइक burrs को कम करने;
परिरक्षण: मोटर ड्राइव केबल डबल परिरक्षित है और तारों के रूप में अधिक से अधिक संभव के रूप में अन्य केबलों से अलग कर रहे हैं.
4, नियंत्रण प्रणाली सॉफ्टवेयर कार्यांवयन
नियंत्रण प्रणाली गति और स्थिति बंद पाश के संयोजन को गोद ले, और स्थिति नियंत्रण विधि सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन विधि शुरू करने के लिए एक उदाहरण के रूप में लिया जाता है. स्थिति नियंत्रण शास्त्रीय pi नियंत्रण एल्गोरिथ्म पर आधारित है, आनुपातिक और अभिंन पैरामीटर सरलीकृत हैं, और फॉल्ट PI नियंत्रण प्रस्तुत किया है । अर्थात, परिकलित त्रुटि खंड है, और समायोजन प्रत्येक त्रुटि श्रेणी के भीतर भिन्न आनुपातिक और अभिंन पैरामीटर द्वारा किया जाता है । सुनिश्चित करें कि सिस्टम और अधिक आसानी से और छुरा चलाता है ।
विशिष्ट सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन प्रवाह चार्ट चित्रा 5 में दिखाया गया है, कि दिया कोण आदेश प्राप्त करने के बाद, पहले नमूना स्थिति की जानकारी और दिए गए कोण अंतर की गणना, और फिर एन बराबर भागों में अंतर विभाजित, प्रत्येक खंड में पैरामीटर्स का एक सेट करने के लिए संगत । Kp1 और ki1 मध्यस्थता नियंत्रण में भाग लेने, पीआई नियंत्रण के उत्पादन की गणना और फिर यह इसी PWM के मूल्य उत्पादन में परिवर्तित.
5, निष्कर्ष
80C196KC और L298N के डीसी मोटर pwm नियंत्रण प्रणाली पर आधारित है, pwm संकेत पावर एकीकृत सर्किट L298N करने के लिए एकल चिप माइक्रो कंप्यूटर द्वारा उत्पन्न होता है. शास्त्रीय PI विभाजन नियंत्रण मोटर के नियंत्रण का एहसास करने के लिए प्रयोग किया जाता है । यह सरल सर्किट और सुविधाजनक नियंत्रण की विशेषताओं है । चल रहे परीक्षण के परिणाम बताते है कि प्रणाली छुरा और मज़बूती से काम करता है, गति विनियमन समारोह की आवश्यकताओं को पूरा करती है, और सफलतापूर्वक कई हवाई उत्पादों में लागू किया गया है ।
