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对于机器人控制，使用带有集成驱动器的功率器件板来管理电机

2512848 2022-11-28 | pdf | 359.2KB | 次下载 | 免费

资料介绍

您已根据来自视频源、其他传感器、项目目标和其他应用程序详细信息的输入确定了机械臂下一步动作的所需轨迹和位置。现在，只剩下一个问题了：将所需的目标位置转换为特定的命令，这些命令将以所需的加速度、速度和减速度驱动机械臂的电机，使其顺利到达终点，没有超调，如果有任何电气问题机械障碍。您已根据来自视频源、其他传感器、项目目标和其他应用程序详细信息的输入确定了机械臂下一步动作的所需轨迹和位置。现在，只剩下一个问题了：将所需的目标位置转换为特定的命令，这些命令将以所需的加速度、速度和减速度驱动机械臂的电机，使其顺利到达终点，没有超调，如果有任何电气问题机械障碍。将来自系统处理器的低电平数字信号转换为电机本身的具体、详细的指令是一个多方面的过程。此外，这些数字信号不具有电机通常需要的高电压和电流。为此，在指令和实际电机本身的控制之间需要一系列控制和转换阶段（图 1）。将来自系统处理器的低电平数字信号转换为电机本身的具体、详细的指令是一个多方面的过程。此外，这些数字信号不具有电机通常需要的高电压和电流。为此，在指令和实际电机本身的控制之间需要一系列控制和转换阶段（图 1）。图 1：完整的电机控制信号路径包括数字和处理器功能（1、2、3）以及模拟和电源电路（4、5），它们需要非常不同的设计专业知识，并且具有复杂的技术要求。图 1：完整的电机控制信号路径包括数字和处理器功能（1、2、3）以及模拟和电源电路（4、5），它们需要非常不同的设计专业知识，并且具有复杂的技术要求。（使用Digi-Key Scheme-it（使用Digi-Key Scheme-it绘制的图表绘制的图表））这些中间阶段是调用整体任务（“将杯子从 A 移到 B 并清空内容物”）的用户 I/O（方框 1）与实际执行工作的一个或多个电机（方框 6）之间的关键路径. 这些是：这些中间阶段是调用整体任务（“将杯子从 A 移到 B 并清空内容物”）的用户 I/O（方框 1）与实际执行工作的一个或多个电机（方框 6）之间的关键路径. 这些是：一个监督处理器，将高级目标转化为具体步骤，例如“将手臂向前移动两英寸，顺时针旋转 180⁰，然后停止”（方框 2）用于一个或多个电机；一个监督处理器，将高级目标转化为具体步骤，例如“将手臂向前移动两英寸，顺时针旋转 180⁰，然后停止”（方框 2）用于一个或多个电机；运动控制算法处理器（方框 3）。这定义了如何根据所需的运动轨迹因素（例如加速度和时间段、行进速度、减速度和时间段以及终点）来完成每个步骤。然后确定如何驱动电机线圈以实现这些细节。同样，单个处理器可以为多个电机执行此操作，尤其是当它们的动作关联时。运动控制算法处理器（方框 3）。这定义了如何根据所需的运动轨迹因素（例如加速度和时间段、行进速度、减速度和时间段以及终点）来完成每个步骤。然后确定如何驱动电机线圈以实现这些细节。同样，单个处理器可以为多个电机执行此操作，尤其是当它们的动作关联时。来自 (3) 的低电平数字信号随后进入 MOSFET/IGBT 驱动器（方框 4），后者提供打开和关闭功率开关 MOSFET/IGBT 所需的特定电压和电流。这些驱动程序是舒适的低电平数字信号世界与困难的高功率管理世界之间的接口。这些驱动器必须与 MOSFET/IGBT 在电压、电流、转换速率和开启/关闭周期方面所需的独特驱动参数相匹配，并且还要适应开关瞬变、过热甚至短路等常见问题MOSFET/IGBT 可能遇到的情况。来自 (3) 的低电平数字信号随后进入 MOSFET/IGBT 驱动器（方框 4），后者提供打开和关闭功率开关 MOSFET/IGBT 所需的特定电压和电流。这些驱动程序是舒适的低电平数字信号世界与困难的高功率管理世界之间的接口。这些驱动器必须与 MOSFET/IGBT 在电压、电流、转换速率和开启/关闭周期方面所需的独特驱动参数相匹配，并且还要适应开关瞬变、过热甚至短路等常见问题MOSFET/IGBT 可能遇到的情况。然后，功率开关——无论是 MOSFET 还是 IGBT——以电机所需的电流/电压水平（方框 6）控制电流流向电机线圈（方框 5）。请注意，许多（但不是全部）应用程序还使用来自电机的某种类型的传感器反馈（霍尔效应、编码器、解析器）来通知处理器电机转子的实际情况；一些算法，如磁场定向控制 (FOC)，不需要这种反馈，但会产生额外计算需求的成本，并可能降低精度。