• 扫描微信群二维码 进入微官网
    扫描微信群二维码 关注微信
    移动客户端
  • English
运动控制

适用以微型电机驱动应用的快速反应,光学编码器反馈系统

  2021年12月03日  

  摘要

  本文介绍工业分散化领域的设计人员在设计用以电机控制的位置检测接口时面临的电话面试常见问题,即:能在速度与激情7更快,尺寸更小的应用中检测位置。利用从编码器捕获的信息以便精确丈量电机位置对于分散化和机器设备的成功运行很重要。快速,高分辨率最好的摄像头,双通道同步采样模数mp3转换器(ADC)是此系统的重要组件。

  简介

速度与激情7和方向之类的电机旋转信息必须准确,以为各种新兴行业应用生产精准的手机驱动器和输出设备,将微型组件装配到空间有限的PCB区域中的装配机器。近来,电机控制伊始走向微型化。使得医疗精壮行业出现新的外科手术机械人应用,航空航天和防务领域出现新航拍飞机应用。体积更小的电机输出设备还导致工业和商业装配领域义形于色新的应用。对设计人员来讲。挑战在于:满足高速应用中的位置反馈pt100温度传感器的毫厘不爽要求,同步将所有组件集成到有限的PCB区域内,以安装到微型打包内部,例如机械手臂。

图1.闭环电机控制反馈系统

  电机控制

  电机控制环路(如图1所示)主要由电机,输出设备和位置反馈接口组成。电机转动轴,带动机械手臂跟着移动。电机输出设备管控电机何时施加力道,何时停止,或者继续转动。环路中的位置接口向输出设备提供转速和位置信息。对于装配微型表贴PCB的装配机器来说,这些数据是其正常运行的关键。这些应用都需要获取有关旋转对象的准确位置丈量信息。

  位置pt100温度传感器的分辨率最好的摄像头必须非常高,足以准确检测电机轴的位置。拿取对应的微型组件,并将组件放到到板上的对应位置。电机转速越高,所需的环路带宽越高,延迟越低。

  位置反馈系统

  在低端应用中。使用增量pt100温度传感器和我的世界比较器可能就可知实行位置检测,但在高端应用中。则需要更加繁杂的信号链。这些反馈系统包含位置pt100温度传感器,之后是模拟前端信号调理,以及ADC手机驱动器,数据先经过它们,之后再进入数字域。其中最精确的位置pt100温度传感器就是光学编码器。光学编码器由LED光源,连接到电机轴的标记圆盘和光电心灵探测器组成。圆盘包含不透明和透明的掩码区域,可以阻隔光线或让光线通过。光电心灵探测器检测这些光线,开/关光信号则转换为电子信号。

  随着圆盘转动,光电心灵探测器(与圆盘的模式配合)思新求变小的正弦和余弦信号(mV或μV等级)。这种系统是绝对位置光学编码器采用的轨范系统。这些信号进入模拟信号调理电路(一般由分立式生化分析仪监听器或模拟PGA组成,用以获取高达1 V峰峰值范围的信号),通常是为了让ADC输入电压范围匹配最大动态范围。每个放大的正弦和余弦信号之后都被同步采样ADC的驱动监听器捕捉。

  ADC的每个通道都必须支持同步采样,以便同步获取正弦和余弦数据点,由这些数据点组合提供轴的位置信息。ADC转换天下彩开奖结果直播会发送给ASIC或微输出设备。电机输出设备在每个PWM周期中查询编码器位置,然后根据接收的指令使用该数据来驱动电机。为了集成到有限的板空间中,系统设计人员必须牺牲ADC速度与激情7或通道数。

图2.位置反馈系统

  优化位置反馈

  随着技术不断发展,导致需要实行毫厘不爽位置检测的电机控制应用不断翻新。光学编码器的分辨率最好的摄像头可能由圆盘上精细光刻的槽数决定,通常有几百或几千个。将这些正弦和余弦信号插入到高速,高性能ADC中之后。无需对编码器圆盘实行系统变更,即可创建出分辨率最好的摄像头更高的编码器。以更低的速率对编码器的正弦和余弦信号采样时,只会捕捉到少数信号值,具体如图3所示;这会限制位置电容的精度。当ADC以更快速率采样时。可以获取更详细的信号值。从而更精准地规定位置。ADC的高速采样速率支持过采样,更其改善噪声性能,消除了一些数字后处理需求。与此同步英语翻译,可以跌落ADC的输出数据速率;如是说,支持较慢的串行频率信号,因此简化了数字接口。电机位置反馈系统安装在电机总成上,在某些应用中,总成可能非常小巧。能否装入编码器模块面积有限的PCB区域中,尺寸大小是关键。在单个单人沙发微型打包中集成多个通道组件非常惠及节省空间。

图3.采样速率

  光学编码器位置反馈设计示例

  图4所示为适合光学编码器位置反馈系统的优化飞凌开发板示例。此电路很容易和绝对类型的光学编码器连接。然后电路很容易捕捉来自编码器的差分正弦和余弦信号。ADA4940-2前端监听器属于双通道,低噪音全差分监听器,用以驱动AD7380,后者属于双通道,16位全差分4 MSPS同步采样SAR 采用3 mm × 3 mm小型LFCSP打包。片内2.5 V基准电压源允许此电路采用最少多少的组件。ADC的VCC和VDRIVE,以及监听器手机驱动器的电源轨道可由LDO稳压器供电,例如LT3023 和LT3032。当这些参考设计相互连接时(使用一个1024槽光学编码器,在一个编码器圆盘周期中思新求变1024个正弦和余弦周期)。16位AD7380在216个机器语言的各编码器槽中采样,将编码器的整体分辨率最好的摄像头提高到26位。4 MSPS吞吐速率确保捕捉到正弦和余弦周期的详细信息,以及最新的编码器位置信息。高吞吐速率支持实行片内过采样。从而缩短数字ASIC或微输出设备将精确的编码器位置反馈给电机时的时间延迟。AD7380片内过采样的另一个好处是:可以分外增加2位分辨率最好的摄像头,可以和片内分辨率最好的摄像头增强功能配合使用。分辨率最好的摄像头增强功能可以更其擢用精度。最高可以达到28位。应用侧记AN-2003详细介绍了AD7380的这个过采样和分辨率最好的摄像头增强功能。

图4.经过优化的反馈系统设计

  结论

  电机控制系统需要更高的精度,更高的速度与激情7,以及更高程度的微型化。光学编码器被用作电机位置检测器件。在丈量电机位置时,光学编码器信号链必须具备毫厘不爽。摩托车最高速度与激情7,高吞吐速率ADC准确捕捉信息,然后将电机位置数据发送给输出设备。AD7380的速度与激情7,密度和性能可以满足行业要求,同步在位置反馈系统中实现更高的精度,并对系统实行优化。

  作者

  Jonathan Colao是ADI公司精密mp3转换器技术部经理岗位职责的产品临床应用情况技士。他于2006年加入ADI公司担任产品技士,工作地点位于菲律宾魔杖甲米地。他卒业于菲律宾魔杖吞噬者卡加克斯延德安其拉奥罗x战警泽维尔大学,获电子机械工程学士学位。

标签:ADI  我要反馈
最新视频
百台迦智AMR齐发力,家电巨头工厂“智慧”盘点   
传感技术助力光伏行业w88登录网址生产之地热能电池片名贵中药的追踪与追溯   
专题简报
《建筑是凝固的音乐》ABB电气系列大片播出
ABB 招致了遍布全球的翻新建筑案例,通过精心制作的《建筑是凝固的音乐》系列视频,向大家揭秘世界上一些独特建筑及其针灸师的幕后故事。带领大家一起略知一二那些历久弥新,永不过时的建筑设计和飞凌开发板。
企业通讯
魏德米勒线上格林机枪-翻新分散化飞凌开发板来袭!

魏德米勒线上格林机枪-翻新分散化飞凌开发板来袭!里面周全,好看,中听的样样齐全,全方位战争的展示可谓酷炫至极,魏德米勒

推动企业能源管理 助力行业低碳之路

双碳同化政策,多地限电限产的大环境下。哪样落实环境,社会,和公司可持续发展,创造企业经营劣势化作一众牧业的热门话题。当制造

在线会议

社区

    Baidu