Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления, страница 29

озр(пмевть (ббйса1 организовано так, чтобы микропроцессор определял лучшее время для изменение углов коммутации, основываясь на предыдущем опыте и текущих данных о положении а частоте вращеная. Макропроцессор в конечном счете после нескольких итерзцнй будет находить оптимальное време изменения угла коммутапви. 7З.2. Энемюгюе еветюна управлении. На рве.

7.17 приведена структур. ная схема свстемы упраиленаа ВЦ(. Когда управляющая выч;:вслительнэя машана нла другая система вьщают заданно, например, на печюь свмвола либо позвцаонаровэние в опредепапюй точке, микропроцессор вычиашет расстояние до требуемого положющя а направление вращения. Он таюие определяет времена для установки необходимых углов коммутации, исхода из следуюпщх дэнных: текущего положения; шагового расхождении между текущим а конечным положениями; снгнела прохожденвл ротором точка, отстоящей на полшага от конечного положеввя; сигнала о движении в протввоположвом шщрэвлении; частопа аращеюта.

В примере, приведенном здесь, последнее данное не используетси. 1. Блок генератора времсннйх сигналов и определения направления получает трехканальный сигнал от датчшса положения ротора н выраба. тмваег временийе импульсы дпа работы устройств ане мвкропроцессо. ра. Соотношевне между свгналамн датчюса и временными импульсами было рассмотрено в 7.25 с использованаем рис. 7.12. Сюда входит уст- 171 87 Рг И гг гг РЗ 84 Рч 55 ЕР1 Ряс.

7. 18. Тр~птеряыв Елок лая епрепелевва яаармаевяя вращевва Ря с. 7. 19. Измевемю яапраапеавя яаяпеява (!) и ямвтльсм времмм ройство определения направления вращения, представляющее собой триггер, показанный на рис. 7.18. Временные сигналы от СС1, которые являются короткими лри двнжешш по часовой стрелке, подаются на выход Я, временнйе сигналы от С62 короткие при движении против часовой стрелки, подаютса на выход Я. Если от Сб1 поступает короткий временной импульс, то состояние !21 станет равным Н.

Дальнейшие импульсы от С1 1 не меняют состояний 91 и )42. В ситуадюа, приведенной па рис. 7.19, где двигатель врацается по часовой стрелке до положения равновесия РЗ, а затем наоборот, выход Ц1 тршгера остается равным Н до того момента, пока точка переключения ЯЗ пе будет пройдена в направлении против часовой стрелки.

Когда ротор пройдет точку переключении ВЗ, временной импуаьс, сгенерированнмй Сг72, изменит вьпсодные состояния )41 = й н Д2 = Н. Существует возможность колебаний ротбра около положения равновесия, как показано па рис. 7.20. Но блок определения направления вращения не ме. пает состояния до тех пор, пока не будет пересечена познцняпере. 2. Блок вычисления фазы определяет, какую нз четырех зон Р1, Р2, РЗ пли Р4 проходит ротор двягателя или в какой из них он остановился.

3. Логический блок находит фазу, которуа необходимо возбудил, получая сигналы об угле коммутации и направлении вращения от микропроцессора и основываясь иа информации, получаемой от блока вы. чигленяя фазы. Схема работы приведена в табл. 7.1. Характеристики каждого значения угла коммутации приведены в примечаниях к таблнце. 4. Блок остановки ШД. Для остановки ротора угол коммутации устанавливается равным 0,5 шага, если ротор двигателя находится в зоне на расстоянии не более одного шага от конечного положения. Если частота вращении двигателя достаточно мала при входе ротора в эту зону, он может быть замедлен и остановлен в требуемом конечном положении равновесия.

Следовательно, в рассматриваемой системе управления конечное позиционирование выполняется одпофаэнмм управлением. Если ротор лрохошгт конечную зону и не успевает остановится, новый угол коммутации определяется микропроцессором по его математическому обеспечению (программным способом). Как будет показано, угол коммутации устанавливают с помощью математического обеспечения микропроцессора до попадания в конечную зону.

172 1 с~" ! и ! ) Р я с. 7. 20. Мсямс коисбаиня абиизи ноионеюся рсююассия нс нтмснякк соссояннс блока определения напрсплсння прещения Рис. 7, 21. Структурная схема про!рампы 5. Коммутатор (импортер) двигателя. Си. ловая часть системы ул1жвления двигате. лем может быть различных типов, которые были рассмотрены в 3 4.3. б. Блок вычислены текущего положенмя. Это счсиик для регистрации текущего поло. женил. Когда требуемое положение достигается при вращении ротора почасовой стрелке, счетчик сбрасывается до нуля и наращивает значение на еднющу с кажцмм временным импульсом, полученным от Сс.!. Если требуемое положение достигается при вращении против часовой стрелки, счетчик устанавливаеься на 200 и значение на следующем импульсе равно 199.

Таким образом, значение счетчика при движении против часовой стрелки уменьшается. 7. Счетчик ошибки. Этот блок вычисляет расстояние между текущим н конечным поло!ксивами ротора и посылает зту информацию на входные порты 2 и 3 микропроцессора. Конечное положение определяется микропроцессором. 8. Генератор сигналов изменения угла коммутации.

На этот блок посылается сигнал мнкропродессора о положении, в котором необходимо смеюпь значение угла коммутации. При достижении этого полон!ения сигнал сбрасываегсн и посылается микропроцессору как сигнал преры- 7ЗЗ. Матамппсческое обеспесммие микропроцессора. Здесь приведен сравнмтельно простой пример программы дпя управления символьным диском в печатаощем устройстве.

Структурная схема ее показана на рнс. 7.21. 1. Начальная установка В начале двигатель работает по обычной схеме без обратной связи, выполняи один оборот или меньше по часовой 173 агменеала 4маа м ггоо уаоо аоо 3 аоо 4оа гоо ш ч гао аао 4 боа В ааа уааа ггоа Р е с. 7. 22. Зааисемееп чееюты вращеааа ет реесююшя лая т1жяащати шегее е вийем аериаяте Шяммшя: е — положение резяеаеош; — ючяа яэменевяа угла иоммутепяв стрелке. Это сделано для сброса счетчика текущего положения.

При поступлении сигнала, который поступает один раэ за оборот, счетчик устанавливается в нуль. 2. Прогон предварительного обучения. Во время этого пропясса каждый виц движения, который может встретиться при управлю1ии работой двигателя, выполннется по нескольку раэ для обучения системы микропроцессора, выявления времпгя изменения углов коммутации, достижения оптимальных моделей частоты вращения лри данной нагрузке. Так как в рассматриваемом случае необходимо управлять 200.символьным диском, то для выявления оптимальных углов коммутации требуетса выполнение около сотни шагов в обоих направлениях.

В действительности это очень большое колячество символов. Они располегюотся по краю диска с малым моментом инерции. На практике, как правило, используются машинм с 128 или 132 символами, установленными на двойном лепестковом диске, как показано на рис. 8.3. Для простоты математического обеспечения здесь полагштся, что диск имеет один ряд символов. метод обучения объясняется рис. 7.22 — 7.24, на каждом из которых приведено 13 шагов движенвн по часовой стрелке. Расстояние или число шагов до нового конечного положения посылается из 1аыходного пор. та 01 в счетчик ошибки.

Затем (ускорение по часовов стрелке) значения угла коммугаш1и и направление вращения передаются для запуска двигателя из выходного порта 02 в логический блок. Таким образом, двигатель ускоряется с углом коммутации 2,0 шага до тех пор, пока не достшнет точки„ближайшей к конечному положеншо равновесия. Когда ротор находится в конечной зоне, угол коммутации автоматически устанавливается равным необходимому дла остановки двигателя я начинается 174 /Я6 чч гара 3.-,: й гаа ~ еаа ааа 3 Р а с.

7. 23. Завнолмоош чеоютм врерниля от рееешюяш (лнгоь) плл гриппе ишя шмое ео ечером ае)жовто льлжевлл: ° — лолокевле реелоемэш; ° — момент лзмевееше угла яоммутеплл торможепые. Если ротор выходит ю конечной эоны н проходит следующую точку коммутацыи, генератором сигналов юменения угла коммутации вмдается выходное прерывание. Получая этот сигнал, микропроцессор вьщает команду ыа изменение угла коммутации (торможение по часовой стрелке) до 0,5 инга дпя эффективного торможення моментом, направлеиыым проне часовой стрелки (возникающим прн таком значении угла коммугацвн).

Двигатель окончательно остановится и начнет движение в противопололщом палравлепвы. Когда ротор проходит точку коммутации ЯЗ, имея противоположное направлеяие врмпения, генератор выдает противоположный сигнал прерывания. Получю его, микропроцессор определяет число шагов от конечного положения, которое ыа рнс. 7.22 равно девяти. Отметим, что значение угла коммутации автоматычески становится равным (поворот против часовой стрелки) -1,5 шага после реверса направлешш вращения, зто отражено в табл. 7.1, 7.2.