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伺服电机控制实验开发套件
 
 
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■伺服电机控制实验开发套件
EL-SMCK
类别: DSP专业研究平台
图片及文字介绍仅供参考,请以实物为准
   
产品描述  

一、适用范围
     SMCK伺服电机控制实验箱以下简称SMCK实验箱,是针对工科高校本科信息类、控制类、电气工程及自动化专业的实验教学而设计的一个产品,适合于DSP应用于电机数字控制的实验和技术研究。
二、结构简介及特点
     采用实验箱及电路板结构,能实现三种电机的控制,包括直流有刷永磁电动机(带减速器),直流无刷电动机(带减速器)和三相步进电机。也可以单独控制一种电机,成本更低。
 1、产品结构及特点(参考SMCK伺服系统组成结构图)
⑴ 实验箱总体上采取在一块主电路板上插接其他小功能电路板的组成形式,主电路主要完成信号的链接,人机接口,及PWM信号,CAP信号,电压电流反馈信号测量的功能。
⑵ 核心控制部件是DSP的CPU板,直接插接到SMCK实验箱上,控制功率部件,接受反馈信号,及与主电路板上的单片机通信。其输出的PWM信号及接收的速度脉冲信号已引到主电路板上,可以很方便的测量。目前有TMS320C2812一种CPU控制板。
⑶ 功率部分是IPM_DRIVER功率转换板,直接插接到SMCK实验箱上,功率器件采用国际整流器IR公司的IPM模块IRAMS10UP60B-2,板上通过光藕器件与DSP隔离,还附带测试孔,能方便测试光藕后的PWM波形。
⑷ 电流电压信号检测部分是SMCK_AS信号检测板,直接插接到SMCK实验箱上,能实时监测功率模块输出的电流及电压信号,并将其转换为弱电信号,反馈回主电路板及DSP,客户可以在主电路板上方便的测量反馈信号,也可以利用其反馈信号开发DSP控制算法。
⑸ 人机接口部分位于主电路板上,由显示屏、触摸按键及给定电位器组成。显示屏采用320*240点阵、5.2寸单色液晶,操作界面更友好,观察信息更方便,并可以完成速度信号动态曲线描绘,使系统性能表现的更直观。给定电位器能完成电机的连续跟踪的给定任务。人机接口和磁粉制动器以及其他辅助控制功能由主电路板上的一个单片机进行控制,不占用DSP的处理时间。
⑹ 电源部分在实验箱内部,控制电源与功率电源分别供电,功率电源采用一个24V/5A的开关电源,满足电机功率要求,24V电源干扰少,有短路自保护,可靠且安全。
⑺ 控制对象包括24V直流伺服电机(加减速器)、步进电机、磁粉制动器、光电编码器、角位移传感器,它们都是通过电缆与实验箱主电路板连接的。不同的电机机组组成形式有所不同。直流有刷永磁电动机采用欧姆龙公司的1000线增量式旋转光电编码器,直流无刷电机采用电机内部的霍尔信号传感器,三相步进电机不接测速装置。见下面的机组示意图。
 
2、产品型号和配置方案
型号
配置方案
EL-SMCK-DC
直流有刷永磁电动机伺服控制实验开发套件
EL-SMCK-BLDC
直流无刷电动机伺服控制实验开发套件
EL-SMCK-SM
三相步进电动机伺服控制实验开发套件
EL-SMCK
三合一三种电机伺服控制实验开发套件
3、实验套件硬件单元
    主电源(24V/5A开关电源)
 人机接口控制器(新华龙单片机,LCD显示屏,触摸按键,)
 功率单元(IPM模块,IRAM10UP60B-2)
 控制电源(开关电源,给控制部分供电)
 脉冲隔离(高速光耦)
 制动单元(磁粉制动器)
 电流检测单元(线性光电隔离器)
 接口单元
 TI2000系列CPU板(F2812)
 DSP仿真器(并口或USB口)
 小功率机组(24V小功率伺服电机+负载+编码器+负载控制器+角位移传感器,根据电机不同有所区别)
4、软件资源
4、软件资源
      为了更好的让客户在我公司的SMCK伺服电机控制实验箱这个硬件平台上研究和开发更多更好的伺服电机控制技术,我公司随产品一起销售伺服电机的控制软件,提供源代码,但该软件的知识版权属于我公司,具体请参阅公司的技术保密协议。以下是部分软件模块:
编号
名称
功能
1
dcmotor.c
直流有刷永磁电机PWM控制系统(包括转矩控制、速度控制、位置控制)
2
bldc.c
直流无刷电机PWM控制系统(包括转矩控制、速度控制、位置控制)
3
sm.c
3相步进电机位置控制系统
4
pid_reg3.c
PID控制程序
5
Speed_pr.c
速度计算程序
6
f281xqep_no_index.c
脉冲捕获程序
7
f281xadc04u.c
模拟量采样程序
8
f281xhall3.c
霍尔信号捕获程序
9
f281xbldcpwm.c
无刷电机PWM信号发生程序
10
f281xbdcpwm.c
有刷电机PWM信号发生程序
三、实验项目:
2812CPU板能进行的脱机实验:
实验一  直流有刷永磁电动机速度闭环控制实验
         可通过按键输入速度设定值,观察电机速度的稳定性。
         可通过按键输入负载设定值,观察电机的抗干扰性能。
         可通过示波器测量主电路板上的测试点,测量包括PWM信号、CAP信号、电流检测信号,电压检测信号在内的波形,对PWM控制原理及电机运行原理有直观的认识。
         可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块,观察控制系统的动态特性。。
实验二  直流有刷永磁电动机位置闭环控制实验
         可通过按键输入位置设定值,观察电机位置控制的稳态精度及跟随的快速性。
         可通过给定电位器连续输入位置设定值,观察电机位置控制的连续跟踪性能。
         可通过按键输入负载设定值,观察电机随动过程中的抗干扰性能。
         可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块,观察电机随动过程中的速度曲线变化。
实验三  直流无刷电动机速度闭环控制实验
         可通过按键输入速度设定值,观察电机速度的稳定性。
         可通过按键输入负载设定值,观察电机的抗干扰性能。
         可通过示波器测量主电路板上的测试点,测量包括PWM信号、CAP信号、电流检测信号,电压检测信号在内的波形,对PWM控制原理及电机运行原理有直观的认识。
         可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块,观察控制系统的动态特性。。
实验四  直流无刷电动机位置闭环控制实验
         可通过按键输入位置设定值,观察电机位置控制的稳态精度及跟随的快速性。
         可通过按键输入负载设定值,观察电机随动过程中的抗干扰性能。
         可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块,观察电机随动过程中的速度曲线变化。
实验五 三相步进电动机位置闭环控制实验
         可通过按键输入位置设定值,观察电机位置控制的稳态精度及跟随的快速性。
         可通过按键输入负载设定值,观察电机随动过程中的抗干扰性能。
         可通过示波器测量主电路板上的测试点,测量包括PWM信号、电流检测信号,电压检测信号在内的波形,对步进电机控制原理及电机运行原理有直观的认识。
2812CPU板能进行的仿真实验:
实验一  直流有刷永磁电动机控制方案
步骤1 转矩控制实验
步骤2 速度闭环PID控制实验
步骤3 位置、速度双闭环控制实验
实验二  直流无刷电动机PWM控制方案
步骤1 开环寻找最佳换相表及转矩控制实验
步骤2 速度闭环PID控制实验
步骤3 位置、速度双闭环控制实验
实验三  三相步进电机DSP控制方案
实验四  三相步进电动机位置闭环控制实验
四、成套产品配置:
1、直流有刷永磁电动机伺服控制实验开发套件EL-SMCK-DC
设备名称
型号
备注
DSP处理部分
Techv系列CPU板
Techv-2812
 
DSP仿真器
并口型仿真器
EL-EPP-XDS510
二选一
USB型仿真器
EL-USB-XDS510
实验箱
SMCK实验箱
SMCK
 
负载
数控负载
磁粉制动器
0.5A,2NM
角位移传感器
精密角度电位器
DHWDJ-1736T
线性度1%
光电编码器
欧姆龙1000线增量式
E6B2-CWZ6C
 
电机
直流有刷永磁电机
55YNGK1:125
带减速器
机组
SMCK机组底座、支架、刻度盘、指针及弹性联轴器
SMCK底板、直流有刷电机支架、光电码盘支架、角位移传感器支架、角度刻度盘、角度指针
 
其他
指导书、光盘
 
 
直流有刷永磁电机(带减速器)参数:
励磁方式:永磁
额定电压:直流24伏
额定电流:2安
额定功率:60瓦
减速比:1:125
减速后额定转速:40转每分
轴径:12毫米/4毫米 双出轴
2、直流无刷电动机伺服控制实验开发套件EL-SMCK-BLDC
设备名称
型号
备注
DSP处理部分
Techv系列CPU板
Techv-2812
 
DSP仿真器
并口型仿真器
EL-EPP-XDS510
二选一
USB型仿真器
EL-USB-XDS510
实验箱
SMCK实验箱
SMCK
 
负载
数控负载
磁粉制动器
0.5A,2NM
电机
直流无刷电机
57ZWN98
带行星减速器
角位移传感器
精密角度电位器
DHWDJ-1736T
线性度1%
机组
SMCK机组底座、支架、刻度盘、指针及弹性联轴器
SMCK底板、直流无刷电机支架、角位移传感器支架、角度刻度盘、角度指针
 
其他
指导书、光盘
 
 
直流无刷电机参数:
额定电压:直流24伏
额定电流:6.0安
额定功率:80瓦
极对数:2极对
减速比:1:18
减速后额定转速:111转每分
轴径:12毫米,双出轴
3、三相步进电动机伺服控制实验开发套件EL-SMCK-SM
设备名称
型号
备注
DSP处理部分
Techv系列CPU板
Techv-2812
 
DSP仿真器
并口型仿真器
EL-EPP-XDS510
二选一
USB型仿真器
EL-USB-XDS510
实验箱
SMCK实验箱
SMCK
 
负载
数控负载
磁粉制动器
0.5A,2NM
电机
三相步进电机
57BYG360CL
 
角位移传感器
精密角度电位器
DHWDJ-1736T
线性度1%
机组
SMCK机组底座、支架、刻度盘、指针及弹性联轴器
SMCK底板、3相步进电机支架、角位移传感器支架、角度刻度盘、角度指针
 
其他
指导书、光盘
 
 
三相步进电机参数:
接法:角形
额定电压:直流24伏
额定电流:6.0安
保持转矩:0.9牛米
步距角:1.2度
轴径:8毫米,单出轴
4、三合一三种电机伺服控制实验开发套件EL-SMCK
设备名称
型号
备注
DSP处理部分
Techv系列CPU板
Techv-2812
 
DSP仿真器
并口型仿真器
EL-EPP-XDS510
二选一
USB型仿真器
EL-USB-XDS510
实验箱
SMCK实验箱
SMCK
 
负载
数控负载
磁粉制动器
0.5A,2NM
光电编码器
欧姆龙1000线增量式
E6B2-CWZ6C
 
 
直流有刷电机
 
带减速器
直流无刷电机
 
带减速器
三相步进电机
 
 
角位移传感器
精密角度电位器
DHWDJ-1736T
线性度1%
机组
SMCK机组底座、支架、刻度盘、指针及弹性联轴器
SMCK底板、直流有刷电机支架、直流无刷电机支架、3相步进电机支架、光电码盘支架、角位移传感器支架、角度刻度盘、角度指针
发货时所组机组为直流有刷机组
其他
指导书、光盘
 
 
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