直流電機優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(一)

低速時，每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。

因此本文采用雙極性PWM控制。

2.3 直流電機控制系統(tǒng)組成

2.3.1 系統(tǒng)組成

考慮客車門現(xiàn)場的實際情況，設(shè)定了開門鍵、關(guān)門鍵，及兩個限位開關(guān)(實際由按鍵模擬)，分別代表開門及關(guān)門信號和門運動的兩個極限位置信號。

本文設(shè)計的直流電機控制系統(tǒng)由以下幾個部分組成：DC-DC隔離變換、雙極性PWM波形成及死區(qū)發(fā)生電路、光電隔離及驅(qū)動電路、轉(zhuǎn)速及電流檢測、按鍵及顯示部分、串口通信模塊和單片機部分。

系統(tǒng)框圖如圖2.3所示

2.3.2 系統(tǒng)原理

由圖2.3可以看出，單片機是本系統(tǒng)的控制核心，控制信號由按鍵給定，通過不同按鍵向單片機發(fā)出開門或者關(guān)門信號。單片機識別按鍵后，若為開門信號，則將PWM波輸出占空比設(shè)定為大于1/2，電機將正轉(zhuǎn);若為關(guān)門信號，則將PWM波輸出占空比設(shè)定為小于1/2，電機反轉(zhuǎn)。在執(zhí)行關(guān)門的過程中若遇到阻力，通過檢測電機的轉(zhuǎn)速和電流變化，將門重新打開來實現(xiàn)防夾功能。

單片機產(chǎn)生的一路PWM信號經(jīng)邏輯處理后產(chǎn)生兩路反向的PWM信號，再經(jīng)死區(qū)發(fā)生和光耦隔離后驅(qū)動H橋。限位開關(guān)用于檢測門的在運動過程中達到的兩個極限位置，當單片機收到限位開關(guān)的信號后，關(guān)斷PWM輸出，使電機停止。通過液晶LCD1602實時顯示電機轉(zhuǎn)速和電流，同時將這些數(shù)據(jù)通過RS-232串行通訊接口發(fā)送到上位機，上位機上顯示電機的電流和轉(zhuǎn)速曲線，從而便于分析電機的啟動和動、靜態(tài)特性。