2·2 控制方法
伺服驱动器提供位置、速度、扭矩3种基本操作模式,可使 用单一控制模式,即固定在一种模式控制,也可选择用混合模 式来进行控制。在该设计里选择速度模式,在最先考虑时,选 择了位置控制模式,即MCU采用发脉冲的方式来控制执行电 机以及减速装置来调整布边的偏移,当布边偏移距离较大时, 则发射更多的脉冲来控制装置调整偏移,反之则发射少量脉冲 来调整布边偏移。采用速度模式时,即为模拟控制模式,把从 接收管接收到的信号经过处理后经过D /A转换输出到驱动机 构,当布边偏移距离比较大的时候,则执行电机以较大的速度 来调整布边,反之以较小的速度来调整布边偏移,而且执行电 机的转速能通过串口通信来设置,这样速度操作模式比位置操 作模式更加灵活且调整偏移时更具有连续性,伺服电机不需要 频繁停止转动,不易产生振荡,使整机性能得到提高。
速度操作模式里有2种命令输入模式:模拟输入与寄存器 输入,该装置采用模拟输入驱动模式,由MCU输出电压来操纵 马达的转速,根据设计需要,在预设DI/DO信号线选择了 SRDY、SON、ALARM、ARST、CWL、CCWL跟MCU进行连接,如 图2所示,即P20~P26为伺服电机与MCU之间的握手信号, 能满足设计要求。
2·3 硬件电路设计原理
该电路中设置内部T0定时器工作在方式2,TL0、TH0寄存 器的初值设置为0x48,同时可设置P34引脚输出5KB的方波作 为M1-M4所发射红外光的调制信号。L1-L10检测到有效信号时,经过信号处理电路传输给单片机P1、P36、P37引脚。如 果布在传输的过程中发生了偏移, P2、P32、P33引脚指示灯显示 接收管状态来判断偏移程度,而主程序根据接收管状态控制P7口引脚发出对应的信号,经过D /A转换为±10 V之间的电压 控制电机转速和方向。当布的偏移程度较小时,则输给电机的电压最小,控制电机转速最低。布的偏移较大时,则单片机控 制输给电机的电压最高,控制电机转速最高。
在手动模式下,根据外部指示灯的状态来判断布的偏移方向以及布的偏移程度,把手动调节按钮设为3档,即把电机分为左右转动以及停止状态,由操纵人员来调整布的偏移。图中的P10、P11引脚为串行口预留接口,单片机和伺服电机可以采用串行口通信模式;也可以用于在线程序更新以及产品升级 等。
3 软件设计
该程序主要功能是:MCU根据采集到的红外接收管信号进 行判别布在被传送的过程中是否发生了偏移,再根据相应的状 态发送模拟电压给伺服电机来调整布的偏移,在数据采集过程 中,由于布的表面并非纯平面,会引起对接收信号的干扰,主程 序中设计了软件抗干扰,并在出现干扰时做出标记,供主程序 分析时采用。
主程序中还可以进行手动/自动调节选择,当布偏移距离较大时,操纵人员根据接收状态灯的显示可以选择手动调整偏移的布。在程序运行时, P06引脚为低电平,进行手动调节。当P04引脚低电平时,则单片机控制电机以中等速度正转;当P05为低电平时,即控制伺服电机以中等速度反转,使操纵更加简单、方便。
系统软件用C语言编写,开发工具使用KEIL。系统软件主要完成红外二极管的发射与接收、手动与自动调节选择、外部事件中断控制、抗干扰算法等功能。软件总体框图如图3所示。
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