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對于機器人控制，使用帶有集成驅動器的功率器件板來管理電機

2512848 2022-11-28 | pdf | 359.2KB | 次下載 | 免費

資料介紹

您已根據來自視頻源、其他傳感器、項目目標和其他應用程序詳細信息的輸入確定了機械臂下一步動作的所需軌跡和位置。現在，只剩下一個問題了：將所需的目標位置轉換為特定的命令，這些命令將以所需的加速度、速度和減速度驅動機械臂的電機，使其順利到達終點，沒有超調，如果有任何電氣問題機械障礙。您已根據來自視頻源、其他傳感器、項目目標和其他應用程序詳細信息的輸入確定了機械臂下一步動作的所需軌跡和位置。現在，只剩下一個問題了：將所需的目標位置轉換為特定的命令，這些命令將以所需的加速度、速度和減速度驅動機械臂的電機，使其順利到達終點，沒有超調，如果有任何電氣問題機械障礙。將來自系統處理器的低電平數字信號轉換為電機本身的具體、詳細的指令是一個多方面的過程。此外，這些數字信號不具有電機通常需要的高電壓和電流。為此，在指令和實際電機本身的控制之間需要一系列控制和轉換階段（圖 1）。將來自系統處理器的低電平數字信號轉換為電機本身的具體、詳細的指令是一個多方面的過程。此外，這些數字信號不具有電機通常需要的高電壓和電流。為此，在指令和實際電機本身的控制之間需要一系列控制和轉換階段（圖 1）。圖 1：完整的電機控制信號路徑包括數字和處理器功能（1、2、3）以及模擬和電源電路（4、5），它們需要非常不同的設計專業知識，并且具有復雜的技術要求。圖 1：完整的電機控制信號路徑包括數字和處理器功能（1、2、3）以及模擬和電源電路（4、5），它們需要非常不同的設計專業知識，并且具有復雜的技術要求。（使用Digi-Key Scheme-it（使用Digi-Key Scheme-it繪制的圖表繪制的圖表））這些中間階段是調用整體任務（“將杯子從 A 移到 B 并清空內容物”）的用戶 I/O（方框 1）與實際執行工作的一個或多個電機（方框 6）之間的關鍵路徑. 這些是：這些中間階段是調用整體任務（“將杯子從 A 移到 B 并清空內容物”）的用戶 I/O（方框 1）與實際執行工作的一個或多個電機（方框 6）之間的關鍵路徑. 這些是：一個監督處理器，將高級目標轉化為具體步驟，例如“將手臂向前移動兩英寸，順時針旋轉 180?，然后停止”（方框 2）用于一個或多個電機；一個監督處理器，將高級目標轉化為具體步驟，例如“將手臂向前移動兩英寸，順時針旋轉 180?，然后停止”（方框 2）用于一個或多個電機；運動控制算法處理器（方框 3）。這定義了如何根據所需的運動軌跡因素（例如加速度和時間段、行進速度、減速度和時間段以及終點）來完成每個步驟。然后確定如何驅動電機線圈以實現這些細節。同樣，單個處理器可以為多個電機執行此操作，尤其是當它們的動作關聯時。運動控制算法處理器（方框 3）。這定義了如何根據所需的運動軌跡因素（例如加速度和時間段、行進速度、減速度和時間段以及終點）來完成每個步驟。然后確定如何驅動電機線圈以實現這些細節。同樣，單個處理器可以為多個電機執行此操作，尤其是當它們的動作關聯時。來自 (3) 的低電平數字信號隨后進入 MOSFET/IGBT 驅動器（方框 4），后者提供打開和關閉功率開關 MOSFET/IGBT 所需的特定電壓和電流。這些驅動程序是舒適的低電平數字信號世界與困難的高功率管理世界之間的接口。這些驅動器必須與 MOSFET/IGBT 在電壓、電流、轉換速率和開啟/關閉周期方面所需的獨特驅動參數相匹配，并且還要適應開關瞬變、過熱甚至短路等常見問題MOSFET/IGBT 可能遇到的情況。來自 (3) 的低電平數字信號隨后進入 MOSFET/IGBT 驅動器（方框 4），后者提供打開和關閉功率開關 MOSFET/IGBT 所需的特定電壓和電流。這些驅動程序是舒適的低電平數字信號世界與困難的高功率管理世界之間的接口。這些驅動器必須與 MOSFET/IGBT 在電壓、電流、轉換速率和開啟/關閉周期方面所需的獨特驅動參數相匹配，并且還要適應開關瞬變、過熱甚至短路等常見問題MOSFET/IGBT 可能遇到的情況。然后，功率開關——無論是 MOSFET 還是 IGBT——以電機所需的電流/電壓水平（方框 6）控制電流流向電機線圈（方框 5）。請注意，許多（但不是全部）應用程序還使用來自電機的某種類型的傳感器反饋（霍爾效應、編碼器、解析器）來通知處理器電機轉子的實際情況；一些算法，如磁場定向控制 (FOC)，不需要這種反饋，但會產生額外計算需求的成本，并可能降低精度。