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使用带集成驱动器的功率器件板实现机器人控制

2453872 2017-05-10 | rar | 0.80 MB | 次下载 | 免费

资料介绍

　　您已根据视频源、其它传感器、项目目标和应用细节的输入，确定了机器人手臂的轨迹和位置。剩下只有一个问题——即将所需的目标位置转换为特定指令，以需要的加速度、速度和减速度驱动手臂的电机，使其在没有过冲和任何电气问题的情况下（如果存在机械故障）顺利到达终点。

　　将来自系统处理器的低电平数字信号转换为电机本身具体的详细指示，是一个需要多方位考虑的过程。此外，这些数字信号不具备电机通常所需的高电压和高电流。因此，在实际电机的指令和控制之间需要一系列的控制和转换级（图 1）

　　图 1：完整的电机控制信号路径由数字和处理器功能（1、2、3）以及需要截然不同设计专长的模拟和电源电路（4、5）构成，具有复杂的技术要求。（使用 Digi-Key Scheme-it 绘制的原理图）

　　其中的中间级是调用总体任务（“将杯子从 A 移动到 B 并清空内容物”）的用户 I/O（框 1）与实际执行工作的电机（框 6）之间的关键路径。具体包括：

　　将高级目标转换为一个或多个电机的“向前移动机械臂 2 英寸，顺时针旋转 180 度，然后停止”（框 2）等具体步骤的监控处理器；

　　运动控制算法处理器（框 3）。该处理器定义了如何根据加速度和加速时段、行进速度、减速度和减速时段以及终点等所需的运动轨迹因素完成每个步骤。然后确定如何驱动电机线圈，并执行这些细节。此外，可用一个处理器为多个电机执行此操作，尤其是当它们的动作相互关联时。

　　来自（3）的低电平数字信号然后进入 MOSFET/IGBT 驱动器（框 4），它可提供打开/关闭电源开关 MOSFET/IGBT 所需的特定电压和电流。这些驱动器是轻松的低电平数字信号与棘手的高功率管理功能之间的接口。这些驱动器必须与 MOSFET/IGBT 所需的电压、电流、压摆率以及开/关时段等独特驱动参数相匹配，并且还要适应 MOSFET/IGBT 可能遇到的开关瞬态、过热、甚至短路等常见问题。

　　然后，电源开关（MOSFET 或 IGBT）以电机所需的电流/电压水平（框 6）控制进入电机线圈的电流（框 5）。请注意，许多但并非所有应用还需使用电机提供的某类传感器反馈（霍尔效应传感器、编码器、旋转变压器），以告知处理器该电机的实际情形；而有些算法，如磁场定向控制（FOC），不需要此类反馈，但需要进行额外的计算并可能降低精度。