輸出為轉(zhuǎn)交的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要有足夠的轉(zhuǎn)矩

對(duì)于輸出為轉(zhuǎn)交的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要有足夠的轉(zhuǎn)矩，對(duì)于輸出為直線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要有足夠的力，以便克服負(fù)載的阻力。特別是高溫高壓閥門，其密封填料壓的比較緊，長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉之后在開(kāi)啟時(shí)往往比正常情況要費(fèi)更大的力，至于動(dòng)作速度并不一定很高，因?yàn)榱髁空{(diào)節(jié)和控制不需要太快。為了加大輸出轉(zhuǎn)矩或力，電動(dòng)機(jī)的輸出軸都有減速器，如果電機(jī)本身就是低速的，減速器可以簡(jiǎn)單些。

TMS320F2812電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)

以32位定點(diǎn)DSP芯片TMS320F2812為例，其專門針對(duì)電機(jī)控制和運(yùn)動(dòng)控制而設(shè)計(jì)。硬件配置上，TMS320F2812具有豐富的通用輸入輸出接口、16通道12位A/D轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)事件管理器以及大容量的片上存儲(chǔ)器，能夠較好地滿足電動(dòng)執(zhí)行器的控制需求；運(yùn)算速度上，TMS320F2812可以達(dá)到150MIPS，可以實(shí)時(shí)地處理復(fù)雜控制算法，實(shí)現(xiàn)高精度控制，保證電機(jī)的位置控制精度以及速度控制的動(dòng)態(tài)特性；通信方面，TMS320F2812芯片支持多種通信機(jī)制，如UART串口通信、CAN總線通信、SPI總線通信等，能夠很方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)以及同其他系統(tǒng)之間的信息交互。總體來(lái)說(shuō)，基于TMS320F2812的電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)專用控制器的優(yōu)勢(shì)，而且具備很好的集成性、可擴(kuò)展性、二次開(kāi)發(fā)性，提高了控制系統(tǒng)的可靠性、處理速度以及通用性。

電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)基于微控制器TMS320F2812設(shè)計(jì)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用步進(jìn)電機(jī)，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可知，電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)主要包括上位機(jī)、CAN通信模塊、微控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)檢測(cè)等部分。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制面板或者上位機(jī)設(shè)定相關(guān)參數(shù)；參數(shù)經(jīng)CAN總線傳送至控制器TMS320F2812，通過(guò)運(yùn)算得到步進(jìn)電機(jī)控制量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其速度、旋轉(zhuǎn)角度等控制；步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出經(jīng)滾珠絲杠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化以及減速處理后進(jìn)行閥桿控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)閥門開(kāi)口度的控制。另外，步進(jìn)電機(jī)一端裝有霍爾傳感器，用于電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置控制；閥門處裝有流量、壓力等傳感器，采集的流量、壓力等信號(hào)經(jīng)簡(jiǎn)單處理后傳送至控制器TMS320F2812的A/D模塊，與設(shè)定值比較，得到偏差數(shù)值，通過(guò)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)位置和速度保證閥門開(kāi)口精度，終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)2部分

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)2部分。其中，環(huán)形分配器既可以用軟件實(shí)現(xiàn)也可以用硬件實(shí)現(xiàn)。考慮到微控制器的工作負(fù)擔(dān)，提高可靠性，環(huán)形分配器通過(guò)硬件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即選用專用集成電路。本文所述控制系統(tǒng)選用專用步進(jìn)電機(jī)控制芯片PMM8713PT進(jìn)行環(huán)形分配器設(shè)計(jì)。該芯片控制功能比較豐富，可用于兩相或四相步進(jìn)電機(jī)控制。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)所需驅(qū)動(dòng)電流相對(duì)較大，所以要在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和控制器之間添加功率放大電路。另外，考慮到步進(jìn)電機(jī)的高電平、大功率對(duì)控制器的干擾，TMS320F2812的控制接口不能直接與步進(jìn)電機(jī)相連，需要添加隔離電路。