带有保护装置的无线遥控式灌溉泵机调速系统及控制方法_3

文档序号:9330059阅读:来源:国知局
]如图6所示,所述驱动保护电路第一输入端UFO、第二输入端VFO、第三输入端WFO、第四输入端FO、第一光电親合器11、第二光电親合器12、第三光电親合器13、第四光电親合器14和与非门15,第一输入端UFO、第二输入端VFO和第三输入端WFO分别连接IPM模块的三个上桥臂,第四输入端H)连接IPM模块的三个下桥臂,第一输入端UFO、第二输入端VFO、第三输入端WFO和第四输入端FO分别通过光第一光电耦合器11、第二光电耦合器12、第三光电耦合器13和第四光电耦合器14与与非门15建立连接,与非门15的输出端连接DSP控制器的I3DPINTA端口。其中逆变桥三个上桥臂各有一个保护信号输出,分别为UF0、VF0、WF0,三个下桥臂共用一个输出保护信号F0。无故障时各路保护信号输出高电平,光电耦合器TPL521不导通,连接到四个与门的74LS21的输入端为高电平。当上下桥臂中一个驱动信号有故障时,输出即为低电平,光电親合器TPL521导通,与门的输入信号变为低电平,输出也随之变为低电平,此时连接到DSP的Η)ΡΙΝΤΑ就检测到一个下降沿,触发DSP的故障中断程序,封锁六路PWM脉冲信号输出,起到保护IPM模块驱动单元作用。
[0041]TMS320F2812芯片需要的电源有:DSP芯片内核电源VDD、模拟电路电源Vdda和I/O供电电源VDDI。。供电电压要求为1.8V和3.3V,设计时必须要考虑到各部分电源的电压精度和供电电流的大小。
[0042]本实施方式采用TPS73HD138芯片为DSP提供所需电源,它是双路低压差输出的电源芯片,可以输出3.3V和1.8V的固定电压值,由两个独立的使能端分别控制输出,每路输出电流可达到750mA。此外,该芯片还可为DSP控制器提供低电平有效的上电复位信号,输出12所示,图中TPS73HD138芯片的输出端分别为DSP控制器的内核和外围供电,TPS73HD138芯片的输入端分别设有第一滤波稳压电路23和第二滤波稳压电路24,TPS73HD138芯片的两个输出端分别设有稳压电容C5和C6。
[0043]如图8所示,所述水压检测调理电路包括压力传感器16、第一放大器17、RC滤波电路18和第二放大器19,所述压力传感器的输出端接入第一放大器17的同相输入端,第一放大器17的输出端通过RC滤波电路18接入第二放大器19的同相输入端,第二放大器19的输出端连接DSP控制器的A/D转换模块接口。第一放大器17和第二放大器19的型号分别为LM1458和LM358。对于水压的测定,使用霍尔压力传感器,将物理量压力信号转换为模拟量的电信号,输入到LM1458、LM358及电阻、电容构成的放大、滤波、整形电路中,然后传送到DSP的A/D处理模块,计算并显示出测得的出水管处的水压。
[0044]所述带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统包括电机检测调理电路,如图9所示,所述电机检测调理电路包括光电编码器20、隔离光耦21和施密特触发器22,光电编码器20安装在栗机电机的转子上,光电编码器20的输出端通过隔离光耦21与施密特触发器22建立连接,施密特触发器22的输出端连接DSP控制器的QEP输入端。本设计采用光电编码器作为速度传感器,采用欧姆龙公司生产的光电编码器。其分辨率是1000P/R,即电机每转一圈编码器码盘输出1000个脉冲。该型编码器有三个输出A、B、Z三相,A、B相用来测量速度,A、B相是相位相差90度的正交信号,通过错开的先后相位关系也可得到电机转动的方向。编码器编码发送的方波信号,经由TLPl114A高速光耦隔离输送到74F14施密特触发器缓冲、整形后输入到DSP的QEP事件管理单元,DSP捕获脉冲沿上升的个数,最后经过测速程序计算输出电机的转速。
[0045]基于所述带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统的控制方法,包括以下步骤:
[0046]步骤一、将系统和DSP控制器进行初始化后,利用指令发射装置使电机工作在中速巡航状态;
[0047]步骤二、长按指令发射装置调速按键,DSP控制器根据输入指令的时长调节PffM信号占空比,对电机进行调速。
[0048]步骤二所述根据输入指令的时长调节输出PffM信号占空比的方法具体为:
[0049]a = kt(I)
[0050]式中α为输出PffM信号的占空比,t为输入指令的时长,k为比例因子。
[0051]α取值范围在O至I之间,k值随着t的最大持续时间t_变化而变化,k = I/t_,为了使输出控制信号与时间之间变化更缓和平滑,比例因子k适当要低一点,t的最长持续时间设定为30s,超过此值输出信号将不再跟随t增加而变化,此时k就是1/30,再改变t的持续最大值,k也会随之再小,但尽量不要持续时间太长(超过Imin),这样调节输出效果就不那么明显了。
[0052]输入指令设置为六个按键,分别为SB1、SB2、SB3,此三按键分别实现电机M的无极上调、中速巡航运行、无极下调控制,SB4、SB5控制电机的正反转,SB6是电机的启停按键。DSP控制器对SB1、SB2、SB3三个控制按键输入指令状态进行实时扫描,对SB4、SB5两按键只进行初始电平状态扫描。当按下某个键时,都会有发光二极管点亮,说明此指令有效,然后指令经由PT2262编码芯片DOUT端口输入到YG300U-S无线发射模块,经此将控制指令传送出去。YG300U-R无线接收模块接收到指令后,传送到PT2272-L6的Din端口,经过指令解码,输出数据端口输入到DSP的XD数据输入端,实现电机的各种调控,所述地址编码端地址设定需同PT2272-L6 —致。
[0053]具体的控制过程包括:
[0054]DSP控制器包括Tl定时器、T2定时器、TlCNT寄存器、T2CNT寄存器和CMPRl比较寄存器;
[0055]SB6按下系统启动;
[0056]SBl按下不松时,SBl无线信号指令输入,接收端输出端口持续保持高电平,DSP控制器开始不断扫描相应输入端口的状态信息,DSP控制器内的Tl定时器计时输入指令状态持续时间并最终写入TlCNT寄存器,并按照按键时间长短按式(I)的关系缓慢不断上调改变PffM输出信号的占空比,并且可根据显示屏幕实时显示的电压、转速信息或出水口处水流量的大小选定栗机输出功率,当达到我们需要的输出水流量效果时,松开按键,此时发射信号消失,接收端保持最后松开时的状态,DSP控制器存储此刻PffM控制信号占空比并保持输出,所述DSP控制器存储最后断开时刻状态信息,也是为SB3下调电机转速提供初始信息,栗机就维持松开时刻输出功率,以此实现连续控制栗机转速上调。
[0057]同理SB3按下不松时,SB3无线信号指令输入,接收端输出端口持续保持高电平,控制器响应处理,读出TlCNT寄存器内的值,T2定时器计时SB3输入端口状态时间并把最终时间写入T2CNT寄存器内,这时电机下调幅度的初始值是TlCNT内的值所对应的输出控制信号大小。DSP控制器按照按键时间长短按式(I)所述调节关系缓慢不断下调改变PffM输出信号的占空比,并且可根据显示屏实
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