第二章DCMCT实验平台简介.docVIP

DCMCT实验平台简介 DCMCT平台总览 DCMCT平台是由加拿大Quanser公司生产的Quanser Engineering Trainer系列直流电机控制训练板，该QET直流电机控制师提供展示电机控制的基本原理的理想方式，参数整定和触觉。这个经济实惠的独立培训师是非常灵活，可以通过嵌入或计算机控制来控制。通过该装置我们可以： 获取系统解析模型和实验 设计了基于PI速度控制器规格 设计一个反馈系统，以控制伺服马达的位置和速度 设计一个健壮的PI 该系统可以用来教导： 嵌入式微控制器控制 - 使用QET直流电机控制训练中与Quanser的QIC处理器内核和QICii软件配合工作。该QICii（即QIC的人机交互界面）由预包装准备使用的实验模型，速度控制，鲁棒性，位置控制和触觉探索。 模拟反馈控制 - 这可以通过模拟Quanser的工厂模拟器（APS）或任何其他模拟计算机包括面包板实现的运算放大器电路实现。一个面包板是对QET直流电机控制训练可以让学生实现自己的模拟控制器。在这种情况下，不能使用来自编码器的数字测量。 基于PC的控制 - 使用具有实时控制能力的个人计算机和数据采集（DAQ）板。 该QET直流电机控制训练包括仪表与编码器的电机。电机使用线性功率放大器驱动。该电源系统使用交流变压器交付。可在一个标题以及对用于控制标准的连接器经由数据采集板的信号，并从该系统。因此，该系统可以利用配备了一个数据采集卡的外部PC机控制。 还有一个插槽，可以容纳一个PIC控制器。该PIC可以测量编码器，适用电压电机放大器，并使用USB电缆将笔记本电脑或PC进行通信。此外，模拟控制器可以在面包板来实现。 系统硬件配置 图2-1显示了一个概述和DCMCT的总体布局系统的线路板和QIC选项。主要组成部分用数字标示，并在表2-1中简要说明。 图2-1 DCMCT主线路板 序号 描述 1 MAXON直流电机 2 可拆卸的惯性载荷 3 线性功率放大器 4 高分辨率光学编码器 5 球轴承伺服电位 6 RJ11端口上QIC：使用兼容的固件下载编程设备 7 USB端口QIC：在线调整和绘制（由QICii使用） 8 面包板选项：为贯彻落实控制器用自己的电路 9 嵌入式/便携式选项：QIC在这个插座安装到执行嵌入式代替基于PC控制的控制 10 可拆卸的皮带：驱动电位 11 PIC复位开关 12 用户开关：瞬时动作按钮开关人工交互 13 惯性负载存储针 14 跳线J6：为HIL和QIC useInertial负载存储引脚之间切换 15 6毫米电源插口 16 电源头：J4 17 模拟信号标题：J11 18 外部通讯接口，用于半实物仿真 表2-1 元器件描述 图2-2则是系统的内部原理图 图2-2 DCMCT系统内部原理图 直流电机是Maxon公司品牌高品质的18瓦马达。这是一个石墨电刷直流电机，电机具有低惯性转子。它具有零齿槽和非常低的空载运行摩擦。线性15-V的1.5的功率放大器被用于驱动电动机。放大器的输入可以被配置为在RCA插座标记命令的电压输入或着内置的数位类比转换器（即D / A）的输出。内置的D / A只能是用于当QIC板被连接到该系统和相应的跳线（即d 6）适当地配置。 QIC处理器核心板可以插入所述QIC兼容插座，这描绘在图2-3。这样设计是为了使人们能够执行闭环控制用微控制器QIC。 图 2-3 QIC兼容插口 该QIC处理器核心板是包含Microchip的PIC18F4550微控制器。它示于图2-4。对于嵌入式微控制器控制应用中，这QIC板需要被安装在DCMCT相应的QIC兼容插座上。该QIC可以处理从DCMCT衍生的信号，传感器，指挥功率放大器，驱动两个LED灯，并读取用户的状态开关。执行某些类型的时候，用户开关和两个LED是有用的与QICii软件提供的实验。注意，QIC复位按钮还示于图2-4。 图 2-4 处理器核心板 当我们不使用QICii或QIC控制器时，DCMCT外部连接是预发送的。这些都是通过RCA和DIN插座制成的，相关信号接口如图2-5所示 图 2-5 DCMCT外部信号通讯接口 第三节 系统软件配置