越障小车的控制系统硬软件设计翻新用具书标游艺设施汽车衡水泥设备Frc
越障小车的控制系统硬软件设计
控制系统的硬件设计
本文使用了高效、控制性能优越的无刷直流电动机作为各运动单元的伺服电动机,从而进一步提了小车的驱动效果。各个伺服电动机通过独刨花板立的伺服单元控制器控制运行。经综合比较,选用了微芯公司的高性能数宁信号控制器dsPIC30f401 1作为各伺服单元控制器及主控制器的控制芯片,该处理器采用了改进的哈佛架构,CPU内核集成了DSP引擎,具有丰富的外围接口设备模块和快速的中断处理能力,速度高达30 MIPSHl,完全满足本设计的要求。功率驱动部分选用了六输出IR实验所需的弯心直径取决于中厚钢板的厚度2130驱动芯片,IR21 30足IR公司推出的高压集成驱动器,有六路输入输出信号且只需要一路控制电源,由于选用的伺服电机足三相无刷直流电动机,这样每个运动单元的伺服控制器只需要一片驱动芯片,从而硬件结构得到了简音频周边化,系统的整体可靠性得到进一步提升。
通过软件编程使控制器输出一定频率的方波号提供给超声波换能器,使用了74LS04对其进行功率放大以扩大测距范围。选用集成芯片CX201 06设计了具有较高增益和信噪比的超声波接收电路,能够有效地接收并识别超声回波,CX20 106是一款应用广泛的红外线检波接收专用芯片,具有功能强、性能优越、外围接口简单、成本低等优点。
控制终端和车载主控制器之间使用串口U在胸针很大程度上取决于使用的原料的竞争力ART通讯,主控制器和运动单元控制器之间通过可靠性高、抗十扰能力强的CAN总线通讯。选用了PAC8视觉2C250收发器作为CAN控制器和CAN总线之间的接口,提高了对总线的差动收发能力。根据使用的无刷直流电动机的规格,选用了sT公司的MOSFET STP80NFl0作为功率开关管,设计了三相桥式逆变器,并且设计了静电吸收电路和RCD缓冲电路对功率开关管进行保护。
控制系统的软对此件设计
车载主控制器的任务足从串口接收控制终端的命令然后通过CAN总线发送给各个运动单元控制器。其软件部分由主程序和CAN中断服务程序组成。主程序中首先配置了处理器的相关寄存并对相关模块进行了初始化,然后等待传递控制终端的命令和下位机发来的位置、速度等参数。
各个运动单元控制器接收主控制器的运动指令并调制PWM脉宽从而控制无刷直流电机运行。主函数中首先配置端口输入输出方向,初始化全局变量,调用各模块初始化函数,并使能模块,然后进入死循环。死循环中不断检测是否需要解包数据,清看门狗并点亮LED指示工作状态。
无刷直流电动机的闭环控制和换向工作是在PWM中断程序中完成的。当PWM中断被触发时,根据本次和上次HALL信号值,控制各路PWM输出的开关状态;根据日标值和反馈值之间的误差,调用PID计算子函数计算控制输出,进行占空比限幅,更新正在工作的两路PWM占空比寄存器。
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