基于dSPACE的车轮检测装置转速与转向控制(1)
電機驅動模塊
用到的電機驅動模塊示意圖如下,沒用L298N是因為它最高只能控制12V的電機,而實驗室使用的是24V電機,因此在淘寶上找了找,選擇了下面的模塊。
具體引腳分配圖如下:
該模塊有兩種使用方法:
該模塊可控制電機的啟停和正反轉,且通過PWM控制電機轉速,目前采用方法1控制。實際接線發現不需要額外提供5V電源給模塊供電,dSPACE的PWM引腳會給模塊供電,因此R_EN、L_EN、VCC短接,相當于接5V,GND單獨接。
Simulink控制模型搭建
搭建Simulink控制算法如下圖所示,包含位置控制、正反轉控制、占空比限制、PID調節、位置重置等多個子系統,可以實現車輪轉速和轉向的單獨控制。
轉速方面,Delta Position輸出的是采樣時間間隔內編碼器脈沖數的改變量,因此通過M法測速計算出當前電機的實際轉速,將實際轉速反饋回去,和設定轉速比較,通過PID進行調節,從而實現轉速單閉環的控制。
轉向方面,Enc Position輸出電機運行后編碼器的總脈沖數,因此可以計算電機一共轉了多少圈,進而可以計算電機的轉動角度,將實際轉動值與設定值進行比較,判斷電機是否轉動到目標位置,到達即停止,從而實現電機轉動角度的控制。
硬件平臺搭建
外圍電路的搭建如下圖所示:
閱讀文獻并實驗驗證,RTI PWM模塊四路PWM信號與CLP1104面板CP18端口引腳對應關系如下:
根據編碼器引腳分配制作SUB-D接頭與CLP1104面板Inc1、Inc2端口相連,編碼器引腳分配如下圖所示:
Control Desk實驗模型搭建
轉速方面,在Control Desk中可以設定轉速值、選擇正反轉、調節各PID參數,輸出設定轉速曲線、實際轉速曲線以及轉速誤差曲線。
轉向方面,在Control Desk中可以設定轉動量、轉動速度,輸出設定轉角曲線、實際轉角曲線和轉角誤差曲線,并且可以修改允許的最小轉角誤差值。
總結
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