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使用帶集成驅(qū)動(dòng)器的功率器件板實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制

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資料介紹

使用帶集成驅(qū)動(dòng)器的功率器件板實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制

　　您已根據(jù)視頻源、其它傳感器、項(xiàng)目目標(biāo)和應(yīng)用細(xì)節(jié)的輸入，確定了機(jī)器人手臂的軌跡和位置。剩下只有一個(gè)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(dòng)手臂的電機(jī)，使其在沒有過沖和任何電氣問題的情況下（如果存在機(jī)械故障）順利到達(dá)終點(diǎn)。

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

使用帶集成驅(qū)動(dòng)器的功率器件板實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制

　　圖 1：完整的電機(jī)控制信號(hào)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(jì)專長(zhǎng)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(jí)是調(diào)用總體任務(wù)（“將杯子從 A 移動(dòng)到 B 并清空內(nèi)容物”）的用戶 I/O（框 1）與實(shí)際執(zhí)行工作的電機(jī)（框 6）之間的關(guān)鍵路徑。具體包括：

　　將高級(jí)目標(biāo)轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)電機(jī)的“向前移動(dòng)機(jī)械臂 2 英寸，順時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)段、行進(jìn)速度、減速度和減速時(shí)段以及終點(diǎn)等所需的運(yùn)動(dòng)軌跡因素完成每個(gè)步驟。然后確定如何驅(qū)動(dòng)電機(jī)線圈，并執(zhí)行這些細(xì)節(jié)。此外，可用一個(gè)處理器為多個(gè)電機(jī)執(zhí)行此操作，尤其是當(dāng)它們的動(dòng)作相互關(guān)聯(lián)時(shí)。

　　來自（3）的低電平數(shù)字信號(hào)然后進(jìn)入 MOSFET/IGBT 驅(qū)動(dòng)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(dòng)器是輕松的低電平數(shù)字信號(hào)與棘手的高功率管理功能之間的接口。這些驅(qū)動(dòng)器必須與 MOSFET/IGBT 所需的電壓、電流、壓擺率以及開/關(guān)時(shí)段等獨(dú)特驅(qū)動(dòng)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(jī)所需的電流/電壓水平（框 6）控制進(jìn)入電機(jī)線圈的電流（框 5）。請(qǐng)注意，許多但并非所有應(yīng)用還需使用電機(jī)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(jī)的實(shí)際情形；而有些算法，如磁場(chǎng)定向控制（FOC），不需要此類反饋，但需要進(jìn)行額外的計(jì)算并可能降低精度。