Struktura ovladače zahrnuje hlavně hardware a software takto:
Struktura hardwaru
Hardwarová část ovladače obvykle přijímá modulární architekturu, zejména včetně následujících modulů:
IO modul: Odpovědný za vstup a výstup a interaktivní komunikace s periferními zařízeními.
Modul procesoru: Jádrem je mikrokontrolér (MCU), jako je STM32, Infineon atd. Software pro řízení motoru je v MCU spálen a provádí různé úkoly prostřednictvím různých kolíků.
Hnací modul: Převede napájecí napětí na proud vhodný pro motor, obvykle pomocí MOSFET nebo IGBT pro rychlé přepínání.
Senzorový modul: včetně napětí, proudu, teploty, senzorů točivého momentu atd. Převádí analogové signály na elektrické signály a předává je na MCU pro zpracování.
Struktura softwaru
Softwarová část ovladače zahrnuje algoritmus řízení motoru a metodu řízení:
Algoritmus řízení motoru:
Ovládání orientované na pole (FOC): Orientováním magnetického pole motoru rotoru na pevnou osu může být motorový moment a tok nezávisle kontrolován. Má dobrý dynamický výkon a přesnost ustáleného stavu, ale kontrolní algoritmus je složitý a má vysoké hardwarové požadavky.
Model Prediktivní kontrola (MPC): Predikcí stavu motoru v budoucnu se vypočítá optimální kontrolní signál. Má dobrou přizpůsobivost a robustnost, ale výpočet je velký a požadavky v reálném čase jsou vysoké.
Metoda kontroly:
Ovládání tří smyček: včetně aktuální smyčky, rychlostní smyčky a polohové smyčky. Aktuální smyčka reaguje nejrychleji a smyčka napětí přímo řídí spínací trubici.
Řízení rychlosti: Úpravou vstupního napětí nebo proudu lze rychlost motoru přesně ovládat.
Řízení točivého momentu: Upravte výstup točivého momentu motorem podle podmínek zatížení.
Řízení směru: Ovládejte směr rotace motoru změnou směru proudu.
Konkrétní příklady aplikace
Vezměte jako příklad Servo Drive. Jeho vnitřní struktura zahrnuje obvod usměrňovače, obvod filtru, regulační obvod PWM, obvod získávání napětí a proudu, analogový vstup a výstupní obvod, obvod zpětné vazby polohy a obvod zpětné vazby točivého momentu. Tyto obvody spolupracují, aby zajistily, že pohon serva může dosáhnout přesné kontroly polohy, rychlosti a točivého momentu.
