Sterowanie przegubem obrotowym z wykorzystaniem sprzężenia zwrotnego od siły.pdf

PolitechnikaWrocªawska

WydziaªElektroniki

Kierunek:

AutomatykaiRobotyka(AiR)

Specjalno±¢:

Robotyka(ARR)

PRACADYPLOMOWA

MAGISTERSKA

Sterowanie przegubem

obrotowym zwykorzystaniem

sprz¦»enia zwrotnegoodsiªy.

Autor:

Mariusz Janiak

Prowadz¡cy prac¦:

drin».MarekWnuk,I-6

Ocenapracy:

Wrocªaw2005

Prac¦dedykujerodzicom,którzywspieralimnie

przez caªy okres studiów oraz przyszªej »onie,

którazawszebyªaprzymnie.

Skªadam serdeczne podzi¦kowania Panu

dr. Markowi Wnukowi za nieocenion¡

pomoc, wyrozumiaªo±¢, po±wi¦cony czas oraz

wielkie zaanga»owanie. Chciaªem równie»

podzi¦kowa¢ Panu Ryszardowi Krzywa«-

skiemu za cenne rady oraz trud wªo»ony

w wykonanie konstrukcji mechanicznej. Na

ko«cuchciaªempodzi¦kowa¢rmie MAXON

i jej przedstawicielowi, Panu Szewczykowi

(rma UZIMEX ) za bezpªatne przekazanie

silnikadocelówbadawczych

Spistre±ci

1 Wst¦p 5

1.1 Celizakrespracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Wprowadzenie 6

2.1 Przeniesienienap¦du . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2 Siªownikzelastyczno±ci¡szeregow¡ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3 Modelmatematyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3.1 Elastycznysensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3.2 Wej±ciasystemu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3.3 Silnikiprzekªadnia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.4 Sterownik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.5 Modelcz¦±cienergetycznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.6 Modelzzamkni¦t¡p¦tl¡ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3.7 Modelzzamkni¦t¡p¦tl¡zdoª¡czonymobci¡»eniem . . . . . . . . . . . . 12

3 Konstrukcja siªownika 13

3.1 Konstrukcjamechaniczna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.1.1 Przeniesienienap¦du . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1.2 Silnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2 Konstrukcjaelektroniczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2.1 Sterownik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.2 Stopie«mocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.2.3 Zasilacz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4 Oprogramowanie 31

4.1 OprogramowanieuruchomienioweCodeWariorr . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.2 Strukturaoprogramowaniasterownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.3 Strukturaukªaduregulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.4 SterowaniesilnikiemBLDC-komutacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.5 ImplementacjaregulatoraPID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.6 Komunikacjazu»ytkownikiem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

5 Interfejs u»ytkownika - dost¦pne funkcje

6 Przebieg iwyniki eksperymentu 45

6.1 Identykacjaobiektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

6.2 Badaniaobiektu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

6.3 Wynikieksperymentów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

7 Podsumowanie

Literatura

Dodatek

Spisrysunków

1 Modelkolanazdoª¡czonymsiªownikiemliniowym . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Minimalnymodelsiªownikazelastyczno±ci¡szeregow¡ . . . . . . . . . . . . . . 8

3 Peªenmodelsiªownikazelastyczno±ci¡szeregow¡ . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4 Modelcz¦±cienergetycznejsiªownikazelastyczno±ci¡szeregow¡ . . . . . . . . . 11

5 Modelsiªownikazelastyczno±ci¡szeregow¡zdoª¡czonymobci¡»eniem . . . . . . 12

6 Widoksiªownika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

7 Widokmocowaniaprzedniegoªo»yska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

8 Widokmocowaniatylnegoªo»yska. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

9 Widoktyªusiªownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

10 Widokprzodusiªownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

11 Widokmocowaniaprzekªadni±rubowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

12 Widokkaretkiprzekªadni±rubowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

13 WidoksilnikarmyMAXONwrazzkoderemprzyrostowo-impulsowy . . . . . . 16

14 Widokuchwytublokuj¡cegoprzedni¡±cian¦efektorasiªownika . . . . . . . . . . 16

15 Widokczujnikasiªy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

16 Widoksposobumocowaniaczujnikasiªy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

17 Widokkaretkisiªownikaprzyzerowejsilewyj±ciowej. . . . . . . . . . . . . . . . 17

18 Widokkaretkisiªownikaprzysilewyj±ciowejrównej-200N . . . . . . . . . . . . 18

19 Widokkaretkisiªownikaprzysilewyj±ciowejrównej200N. . . . . . . . . . . . . 18

20 Schematblokowyukªaduelektronicznegosiªownika . . . . . . . . . . . . . . . . 19

21 Schematpoª¡cze«moduªówzesob¡ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

22 Pªytkasterownika{stronawierzchnia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

23 Pªytkasterownika{stronaspodnia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

24 Pªytkastopniamocy{stronawierzchnia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

25 Pªytkastopniamocy{stronaspodnia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

26 Pªytkazasilacza{stronawierzchnia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

27 Pªytkazasilacza{stronaspodnia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

28 SchematideowymoduªuDSP56F8323. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

29 Schematideowysterownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

30 Schemat ideowy ukªadu generuj¡cego opó¹nienie dla sygnaªu steruj¡cego przy

zmianiekierunku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

31 Schematideowyzasilaczanapªytcesterownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

32 Schematideowystopniamocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

33 Schematideowypóªmostkamocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

34 Schematideowyzasilacza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

35 CodeWarriorIDE(ang. IntegratedDevelopmentEnvironment ) . . . . . . . . . . 32

36 CWIDEzwidocznymoknemdebuggera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

37 CWIDEzwidocznymoknemkonguracji beana . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

38 Diagramgªównejp¦tliprogramu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

39 Diagramprzerwaniacyklicznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

40 Diagramprzerwania InputCapture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

41 Schematblokowyukªaduregulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

42 AlgorytmkomutacjisilnikaBLDC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

43 Opisuzwoje«oraznapi¦¢zasilaniasilnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: