|
 
- UID
- 864567
|
3．2 控制系统的设计
运动控制是一门有关如何对物体位置和速度进行精密控制的技术。典型的运动控制系统由三部份构成：控制部分；驱动部分；执行部分。如图3所示。
其中运动执行部件通常为步进电机或者伺服电机。当驱动器接收到一个脉冲信号，加以放大，驱动电机按设定的方向转动角度。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
控制器具备以下功能：
(1)控制脉冲个数来控制角位移量；
(2)控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度；
(3)具有A／D转换功能，进行温度检测、电压检测、风力检测、雨量检测；
(4)具有检测限位功能，通过L／O口检测高低、方位安全开关的状态；
(5)具有零点校正功能，通过I／O口对霍尔传感器进行零点校正；
(6)具有检测驱动器错误功能；
(7)通过串口与上位机进行通讯。
3．2．1 单片机控制电路
单片机控制电路为控制器的核心部分，通过单片机和外围芯片电路实现控制功能。单片机控制电路承担数据的采集、处理、传输任务，同时负责接收上位机下达的命令，以及系统的自检等命令，以使系统可靠、有序地工作。
3．2．2 电源部分设计
该系统中单片机、传感器需要5V直流电压。市场上电源的技术比较成熟，能满足本系统的要求，采用24V直流稳压电源一台，通过780 5、7812得到我们需要的电压。
3．2．3 硬件的抗干扰设计
控制器中最容易受干扰的部位是电源、接地系统、输入和输出。在设计中采取了相应的抗干扰措施。
(1)采用光电隔离
通常在数据信息的传输过程中，发送和接收之间存在明显的接地电位差。这种电位差随发送与接收的距离变化而变化，一般情况下距离越远，电位差越大。在本设计中，由于驱动器的输入电压为24V，属于高压，容易产生串扰信号，同时考虑到高低电压安全隔离，所以采用光电隔离。
(2)采用抗干扰稳压电源
采用抗干扰能力很强的三端稳压器件7805、7812等，克服绝大部分干扰。
3．3 总体的造型设计
造型设计也是总体设计中一个重要的问题。造型设计是与设备的功能、结构、材料、工艺、视觉感觉与市场关系紧密相关的重要设计工作。造型设计所采用结构、材料和工艺要符合经济原则；还要使产品的外形、色彩和表面特征符合美学原则，以适应人们的时尚要求，并从式样、形态、风格、气氛上体现时代的特点。
本次设计中采用球体造型，该系统的整体各部分轻重对称，相对和谐，减小风阻；同时，采用止口设计，可防风防雨；光线用反射镜传输，有效减轻回转体的重量；采用对称设计法，使系统均衡稳定。
4 保证该系统精度的措施
(1)选用D级回转轴承，游隙小，回转精度高，摩擦力矩小，低速平稳性好；
(2)为了减小摩擦扭矩，要求回转主轴尺寸公差等级为1T6级，形位公差(同轴度、圆柱度、垂直度)等级达到IT4级；
(3)齿轮加工精度等级为IT5级，研磨后精度等级为IT3级；
(4)防护罩采用球体造型，减小风阻。
5 结论
该系统已交付使用，从现场使用情况来看，运行精度高，低速平稳性好，安全可靠，满足技术要求。该设计是合理的、有效的。 |
|
