Robo fè travay espesifik ki te planifye davans tankou travay liy asanblaj, asistans chirijikal, ranmase / rekipere nan depo, e menm travay danjere tankou retire min tè. ak mouvman. Kòm pwogrè teknoloji, vitès ak dèksterite ogmante, ak pri diminye, robo yo pral piti piti adopte lajman. Avantaj pri nan pi ba pase travay la tou ba nou yon aperçu sou endistri robotik la. Anplis de sa, pwogrè nan vizyon machin, pouvwa informatique, ak rezo pral tou kondwi popilarizasyon aplikasyon robo, ak machin pèfòmans segondè sa yo.
Reyalizasyon imen an se akòz aspè sa yo nan amelyorasyon nan:
1. Detèktè konplèks
2. Pouvwa enfòmatik ak algoritm ki pèmèt pran desizyon ak mouvman an tan reyèl.
3. Motè ki byen vit ak jisteman pwogrese pouvwa mekanik pou reyalize travay konplèks!
Lè espesyalman chwazi yon kalite motè ak modèl, designer a dwe konsidere twa faktè prensipal designer a dwe konsidere.
1. Vitès minimòm ak maksimòm (ak akselerasyon) motè a.
2. koupl maksimòm motè a ka delivre, ak relasyon ki genyen ant koub koupl ak vitès.
3. presizyon ak repetibilite nan operasyon motè (san detèktè ak kontwòl fèmen-bouk); Natirèlman, gen anpil lòt faktè enpòtan yo konsidere lè w ap chwazi yon motè, tankou gwosè, pwa, ak pri. Pou prèske tout ti ak mitan-gwosè robo actuators, chwa pou yo kondwi motè se anjeneral ant motè DC bwose, motè DC brushless (BLDC) ak motè stepper. (Sepandan, nan kèk ka pwès idwolik ak pneumatik yo se pi bon chwa.)
Motè DC bwose yo se pi ansyen teknoloji motè DC, ki pi senp ak pi piti chè. Wotasyon rotor motè a chanje (commute) chan mayetik enroulements alantou rotor akòz kontak ant bwòs yo ak rotor la. Vitès la nan motè a se yon fonksyon nan vòltaj la aplike, kidonk kondisyon kondwi yo modès, men jere koupl se difisil. Genyen tou pwoblèm fyab lè opere akòz faktè tankou bwòs mete deyò, bezwen netwaye epi kenbe, epi potansyèlman yo te yon sous bri elektwonik (entèferans elektwomayetik). Kòm yon rezilta nan pwoblèm sa yo, motè DC bwose yo, pou pati ki pi, opsyon ki pi piti atire pou konsepsyon robo.
Motè DC Brushless te parèt nan ane 1860 yo epi yo te benefisye de devlopman: Aparisyon leman pèmanan gaya, piti, pri ki ba; ak aparisyon ti, efikas switch elektwonik (anjeneral MOSFETs) pou chanje koule aktyèl la nan likidasyon yo." Elektwonik komitasyon "ranplase komitasyon an mekanik nan motè a bwòs kontwole chanjman an nan jaden an mayetik, entèraksyon ki genyen ant bobin nan switch fiks. alantou ak leman yo sou nwayo a wotasyon ranplase komitasyon an mekanik nan motè a bwòs, sa vle di, li itilize entèraksyon ki genyen ant jaden an mayetik ak jaden elektrik la. Lè w chanje frekans chanjman MOFSET la, vitès motè a ka kontwole. Anplis de sa, kontwolè motè li yo ka pi byen kontwole pèfòmans motè a konpare ak motè bwose.
Menm pi bon, algoritm avanse tankou algoritm koreksyon PID (pwopòsyonèl-entegral-diferansyèl) oswa algoritm kontwòl FOC (Field Oriented Control, pafwa yo rele kontwòl vektè) ka solidifye nan kontwolè motè a. Sa a pèmèt operasyon motè ideyal yo matche ak chaj aktyèl ak varyasyon chaj, sa ki lakòz pèfòmans motè pi solid ak egzat. Pou egzanp, algoritm kontwòl motè / pwogram ka pran an kont faktè enpòtan tankou inèsi rotor epi pèmèt kondwi motè a adapte ak piti piti diminye erè akòz faktè mekanik. Algoritm sa yo fè li posib jisteman kontwole akselerasyon ak koupl.
Motè Brushless (BLDC) mande sikwi kontwòl pi konplèks men yo ka montre pi bon pèfòmans pase motè bwose yo. Tipikman, motè BLDC yo bezwen ekipe ak yon Capteur fidbak pozisyon, tankou yon Capteur efè Hall, yon ankode optik, oswa yon aparèy deteksyon potansyèl ranvèse.
Yon lòt kalite motè BLDC ki souvan itilize nan robo se motè stepper la, kote yo itilize yon elektwomayman pou chanje, ki sitiye tou pre nwayo santral bag leman pèmanan an. Motè stepper pa "wotasyon" nan yon fason konvansyonèl; olye de sa, yo piti piti ogmante vitès yo avèk èd nan yon arbr toujou ap wotasyon, kidonk pèmèt pou yon sèten ang wotasyon oswa wotasyon kontinyèl. Motè stepper yo gen kontwòl mouvman repete: yo ka retounen nan pozisyon anvan an lè sa nesesè.
Angaj etap yo varye ant 1.8 degre (200 etap / revolisyon) a 30 degre (12 etap / revolisyon). Ang stepping la oswa kantite etap depann sou kantite leman pèmanan motè a genyen, men valè andeyò seri sa a posib tou.
Avèk motè stepper, si yo aplike pouvwa men pa gen okenn etap ki pwente, yo pral rete nan pozisyon orijinal yo; motè stepper bay gwo koupl nan rpm ki ba. Fason ki pi dirèk pou w ka vire yon motè stepper se dinamize ak de-energize solenoid la nan yon mòd lòd, men sa a ka prezante jitter oswa Vibration. Motè Brushless ak motè stepper yo gen zòn aplikasyon ki pasyèlman sipèpoze. Motè stepper yo pi byen adapte pou aplikasyon ki mande pou mouvman egzak antre ak soti (tankou chwazi ak plas) olye pou peryòd long wotasyon soutni, osi byen ke pou aplikasyon ki pi piti ki pa bezwen gwo koupl oswa vitès nan motè a. Anplis de sa, motè stepper yo gen pi ba kondisyon efikasite enèji pase motè DC brushless. Anplis de motè ki nan lis isit la, gen anpil lòt kalite ki disponib. Fanmi motè yo anpil ak konplèks, ak anpil sibdivizyon. Pou egzanp, motè synchrone leman pèmanan (PMSM) se yon konbinezon de yon motè DC brushless (ki gen rapò ak rotor la) ak yon motè endiksyon AC (ki gen rapò ak estrikti nan stator). Li karakterize pa efikasite enèji segondè, segondè dansite relatif pou chak inite nan ti volim, rapò koupl-a-pwa, tan repons rapid, ak relatif fasilite nan kontwòl, men li se tou relativman chè.
Sistèm mouvman robo a enplike plis pase jis motè; li gen ladan twa modil prensipal fonksyonèl.
1.Kontwolè an tan reyèl, manifeste nan twa fòm sa yo.
Vit processeurs enfòmatik pou objektif jeneral, kouri mikrolojisyèl mouvman-kontwòl.
FPGA oryante DSP pou aplikasyon pou kontwòl.
Sikwi espesyalize kontwolè IC ak fil elektrik ak algoritm entegre.
2. Youn oswa plizyè kouch chofè kaskad pou pran siyal ki ba-nivo soti nan rezilta kontwolè yo ak pwodiksyon vòltaj segondè / aktyèl ki nesesè yo vire elektwonik kontwòl la sou / sou.
3.MOSFET (oswa lòt aparèy switching, tankou IGBT oswa tranzistò bipolè), ki kontwole koule aktyèl la nan likidasyon motè yo espesifik.
Seleksyon MOSFET depann sitou sou motè a ak likidasyon yo nan gwosè aktyèl la ak vòltaj ki nesesè yo. MOSFET modèl pou detèmine desann nan chwazi chofè a apre seleksyon chofè MOSFET pa evalyasyon MOSFET: pafwa ka mande pou yon seri de monte repouse chofè, desizyon espesifik pou detèmine chofè a. Pafwa yon seri de chofè ranfòse yo ka mande, tou depann de gwosè MOSFET yo.
4. Pwoblèm ki ka rankontre lè w ap chwazi yon kontwolè
Seleksyon modèl contrôleur tou trè èstratejik epi li mande pou yo pran yon desizyon anvan ou chwazi yon vandè espesifik ak yon modèl. Gen anpil konpwomi lè w ap chwazi si wi ou non pou itilize yon processeur jeneral pou kontwòl motè sèlman, yon FPGA ak pouvwa enfòmatik lokal, oswa yon sikwi IC kontwòl espesyalize (anjeneral soti nan yon vandè kontwòl motè espesifik). Konsèpteur bezwen konsidere faktè tankou.
Ki konpleksite algorithm kontwòl ou bezwen, ak konbyen pò I/{0}}?
Ki moun ki pral bay algorithm kontwòl la ak kòd: founisè a IC, yon patnè twazyèm-pati, oswa yon pwomotè twazyèm-pati ki pa gen rapò? Ki jan yo pral verifye ak valide pèfòmans motè a ak aplikasyon li?
Konbyen kapasite pwogramasyon itilizatè ou bezwen? Menm devwe, kontwolè ki pa pwogramasyon yo pral mande pou itilizatè a chwazi ki kalite algorithm, mòd kontwòl bouk fèmen (pozisyon, vitès, oswa akselerasyon), epi yo pral bezwen mete yon kantite paramèt opere. Èske motè a ak aplikasyon an gen pwopriyete inik yo mete? Si repons lan se wi, Lè sa a, li ta pi bon yo chwazi pwogramasyon I. Kontrèman, si pa gen okenn bezwen modifye algoritm yo, yon IC dedye ak hardwired, algoritm solidifye se pi preferab nan yon IC konplètman pwogramasyon. Èske kontwolè a bezwen sipòte plizyè kalite motè? Menm si se menm kalite a, èske kontwolè a bezwen sipòte sèlman yon gwosè motè nan modèl sa a, oswa yon seri gwosè?
Ki nivo sipò teknik vandè a bay? Ki eksperyans pratik devlopman motè yo genyen? Èske yo pral bay konsepsyon referans espesifik ki te bati ak valide, ki gen ladan sikwi koòdone ant IC kontwòl la ak chofè a MOSFET?
Èske gen nenpòt pwoblèm regilasyon yo dwe okouran de? Pou egzanp, evalyasyon efikasite enèji otorize
(anpil aplikasyon pou motè yo dwe kounye a satisfè divès kalite kondisyon anviwònman "vèt"). Si se konsa, èske founisè a konprann pwoblèm sa yo epi èske eleman yo ak algoritm yo satisfè kondisyon sa yo?
5. Twous Devlopman Demontre Pèfòmans Kontwolè ak Entèfas
Pou anpil enjenyè, pote tout moso yo ansanm - contrôleur, chofè, MOSFET, elatriye ak algoritm solidifye oswa separe - se yon travay milti-disiplinè, youn ke yo pa vle "kòmanse nan grafouyen". Pou rezon sa a, anpil machann ofri tablo evalyasyon oswa menm twous konplè ak algoritm kontwolè echantiyon, chofè ak MOSFET. Pou egzanp, twous PMSM ki pa gen okenn detèktè Freescale MTRCKTSPNZVM128 la itilize teknoloji kontwòl motè san detèktè pou kondwi yon motè BLDC oswa PMSM twa faz, epi li fèt pou pwototip rapid ak evalyasyon lè l sèvi avèk potansyèl envès ki sipòte pa modil ADC entegre ak èd yon. mikrokontwolè. Anplis de sa, twous sa a (ki gen mikrokontwolè MC9S12ZVML12) kapab tou configuré pou evalyasyon operasyon ki baze sou Capteur lè l sèvi avèk detèktè Hall oswa rezolve. Lavni nan robotik se tou trè pwomèt kòm pwogrè nan teknoloji, ki gen ladan aksyon presizyon atravè kontwòl motè amelyore ak deteksyon, pral kreye nouvo opòtinite. Revolisyon nan domèn kle nan deteksyon, kontwòl ak motè yo ap kontinye enfliyanse chanjman nan robotik.