BTL06ZK永磁無刷直流傳感器BTL7-E100-M1500-B-S32

BTL7-E100-M1500-B-S32利用時鐘和數(shù)據(jù)兩組信號進行信息傳輸,對信號相位同步要求高,需額外添加同步補償功能才能獲得較佳的傳輸速率和傳輸距離。隨著通訊技術(shù)的進步,編碼器接口正朝著總線式和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,而減少通訊線纜數(shù)量和接點數(shù)量也是目前長距離、高可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)男纶厔??；诖?本文提出了一種基于電源線載波技術(shù)的編碼器接口通訊系統(tǒng)設(shè)計。本文首先概述了伺服系統(tǒng)載波通訊方案,并針對直流信道特點提出了基于RS485鏈路標準的載波系統(tǒng)設(shè)計。分析了傳統(tǒng)載波信號調(diào)制方式,并終采用差分曼徹斯特編碼。然后對載波時序需求進行了詳細分析,提出一種基于BiSS-C協(xié)議的電源線載波并行通信方法,該方法在滿足傳感器數(shù)據(jù)和控制信息位同步傳輸?shù)那疤嵯?大程序上縮短了通信時延。其次,設(shè)計了整個系統(tǒng)的硬件電路,主要包括耦合電路、RS485接口電路和電源電路等,并重點分析了耦合電路的直流信道特征和耦合變壓器的參數(shù)選取與設(shè)計過程。然后基于FPGA設(shè)計了控制器側(cè)從機、編碼器側(cè)主機和差分曼徹斯特編,并通過仿真及板級測試驗證了各模塊設(shè)計的合理性。后,搭建了基于伺服系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試平臺,完成了載波通訊結(jié)構(gòu)下伺服控制系統(tǒng)的測試及結(jié)果分析。為進一步驗證載波通訊系統(tǒng)的可靠性,進行了誤碼率測試和抗干擾測試。綜上,本文以FPGA為核心,設(shè)計了載波硬件電路,規(guī)劃了通信流程,制定了通信協(xié)議,實現(xiàn)了直流電源線數(shù)字載波通信。伺服電機閉環(huán)控制實驗表明,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,滿足通訊要求。 確定了上位機軟件與伺服驅(qū)動結(jié)合的式編碼器零位校準系統(tǒng)總體方案,并對其原理以及步驟進行了詳細的闡述。采用模塊化設(shè)計策略,開發(fā)了式編碼器零位校準上位機軟件,實現(xiàn)了高內(nèi)聚、低耦合、易擴展等開發(fā)需求。該軟件具備伺服電機參數(shù)讀寫、數(shù)據(jù)信息采集繪圖觀測及一鍵式零位校準等相關(guān)功能。主要闡述了校準軟件的架構(gòu)以及軟件通信模塊、零位校準模塊和數(shù)據(jù)繪圖模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。針對伺服驅(qū)動器固件程序開發(fā),采用有限狀態(tài)機思想進行總體程序設(shè)計,實現(xiàn)了式編碼器的通訊協(xié)議,完成了多協(xié)議式編碼器的控制和零位校準;為了保障上位機軟件與伺服驅(qū)動和電機的可靠通信,設(shè)計了基于RS232的串口電路及通信協(xié)議,實現(xiàn)了校準系統(tǒng)各個模塊間高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交互。搭建了伺服電機多協(xié)議編碼器校準系統(tǒng)實驗平臺。對設(shè)計的零位校準系統(tǒng)方案開展功能測試,驗證了本系統(tǒng)方案的適用性和有效性;對零位校準系統(tǒng)進行了速度跟蹤等性能測試,實驗證明零位校準后伺服電機的性能得到了優(yōu)化,證明了課題設(shè)計的伺服電機式編碼器零位校準系統(tǒng)的有效性與*性。

BTL06ZK永磁無刷直流傳感器BTL7-E100-M1500-B-S32

BTL7-E100-M1500-B-S32針對目前衛(wèi)星地面站使用的軸角編碼器類型多、接口不統(tǒng)一以及硬軟件規(guī)格多樣的現(xiàn)狀,依據(jù)現(xiàn)代地面接收設(shè)備標準化、模塊化要求,設(shè)計出了適應(yīng)不同類型衛(wèi)星地面站使用的高精度、低時延、多接口通信方式的軸角編碼器。經(jīng)實踐驗證,該編碼器具備通用性、參數(shù)配置簡捷、可靠性高等特點,滿足多種類型衛(wèi)星地面站對軸角編碼器的技術(shù)要求。 具有高適應(yīng)性、高集成度、開發(fā)周期短、可現(xiàn)場升級的優(yōu)勢,并且功耗低、運行速度快,式編碼器可實現(xiàn)對永磁同步電機轉(zhuǎn)子位置的精確測量。因此,本文使用FPGA為主控芯片,式編碼器為反饋元件,通過空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)的控制。本文首先簡要說明了永磁同步電機的基本組成結(jié)構(gòu)及其工作方式,并在不同坐標系下的建立數(shù)學模型。依據(jù)其在d-q坐標系下的數(shù)學模型,給出了一種較為常見的id=0矢量控制方法。闡述并分析了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)的基本原理及實現(xiàn)過程,設(shè)計了使用海德漢公司的ECN1113式編碼器測量電機轉(zhuǎn)子位置值的方案,并利用霍爾元器件對電壓、電流進行采樣。搭建了以Altera公司的FPGA為主控芯片的交流伺服控制系統(tǒng)硬件平臺,主要包括FPGA小系統(tǒng)、驅(qū)動電路、電流采樣電路、電壓的采樣電路、電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及位置的反饋電路等,并完成相關(guān)的原理圖繪制、PCB板的制作及元器件的焊接工作。軟件部分介紹了主要組成程序的設(shè)計思路和流程,使用QuartusII軟件的Verilog語言編寫了包含主程序、電壓及電流采集程序、PI控制程序、SVPWM產(chǎn)生程序、編碼器數(shù)據(jù)采集程序和系統(tǒng)保護程序。后,在搭建的實驗平臺上進行了調(diào)試及實驗,實現(xiàn)了對電壓、電流的采集及對式編碼器反饋數(shù)據(jù)的通信,并對電流環(huán)閉環(huán)控制,通過實驗獲得的數(shù)據(jù)對交流伺服系統(tǒng)電流環(huán)的動態(tài)特性進行了研究。