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    大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊(wss1)
    2012年11月16日

           本發明提供的是一種大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,它由轉角位置給定及傳感器失效保護電路(1)、轉角位置檢測及調理電路(2)、轉角位置PID控制器電路(3)、角速度PI控制器電路(4)、角加速度PI控制器電路(5)、電流PI控制器電路(6)、PWM變換電路(7)、三角波發生器電路(8)、邏輯H橋功率驅動電路(9)、電流檢測電路(1 O)和有限轉角直流力矩電機(11)組成。
        本發明全部采用模擬式電路實現,具有實時性高、抗干擾能力強、安全性與可靠性高等;四閉環力矩電機驅動控制模塊具有良好的控制性能和控制品質;當電機線圈過電流時,本發明實施了兩級過電流保護策略,使電機電流保護更加安全、電機更可靠的運行。   
         1、一種大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,它由轉角位置給定及傳感器失效保護電路(1)、轉角位置檢測及調理電路(2)、轉角位置PID控制器電路(3)、角速度PI控制器電路(4)、角加速度PI控制器電路(5)、電流PI控制器電路(6)、PWM變換電路(7)、三角波發生器電路(8)、邏輯H橋功率驅動電路(9)、電流檢測電路(10)和有限轉角直流力矩電機(11)組成;其特征是:轉角位置檢測及調理電路(2)采集和檢測有限轉角直流力矩電機(11)位置信號,經過信號調理后輸入至轉角位置給定及傳感器失效保護電路(1)、轉角位置PID控制器電路(3)、角速度PI控制器電路(4)、角加速度PI控制器電路(5);轉角位置給定及傳感器失效保護電路(1)將位置給定電壓信號及轉角位置檢測及調理電路(2)輸入的信號調理、運算后輸入到轉角位置PID控制器電路(3);轉角位置PID控制器電路(3)信號經過PI控制器運算電路運算后將其信號分兩路信號輸出,一路輸入到電流PI控制器電路(6);一路輸入到角加速度PI控制器電路(5);角加速度PI控制器電路(5)信號經過PI控制器運算電路運算后將其信號輸入到電流PI控制器電路(6);電流檢測電路(10)將檢測到的有限轉角直流力矩電機(11)線圈電流信號,經調理、運算后輸入到電流PI控制器電路(6);電流PI控制器電路(6)信號經過PI控制器運算電路運算后輸入到PWM變換電路(7);三角波發生器電路(8)將其產生的固定頻率和幅值的三角波輸入至PWM變換電路(7)中;PWM變換電路(7)將其調理和整形后的PWM信號輸入至邏輯H橋功率驅動電路(9)。
        2、根據權利要求1所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:所述的轉角位置給定及傳感器失效保護電路(1)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+12V,一路連接至工作電路電源.12V端;工作電路由電阻R19~R26、電容C11~C13、集成運算放大器IJ3D、U7A組成;位置給定輸入信號12分兩路信號輸入,其中一路經電阻R22接至集成運算放大器U7A的反相輸入端:另外一路經電容C12接至數字地AGND;位置反饋輸入信號13經電阻R19后分兩路信號,一路至集成運算放大器U3D的反相輸入端,一路經電容C11接至數字地AGND;電    源+12v經電阻R20后分兩路信號,一路經并聯的電阻R21、電容C13后接至數字地AGND,一路輸入至集成運算放大器L13D的同相輸入端;集成運算放大器U3D的輸出信號經電阻:R24后分兩路輸出,一路經電阻R23接至數字地AGND,一路至集成運算放大器U7A的同相輸入端;電阻R25連接集成運算放大器L17A的反相輸入端和集成運算放大器U7A的輸出端;集成運算放大器U7A的輸出信號經電阻R26輸出至位置PID控制器電路位置給定輸入18端。
        3、根據權利要求2所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:轉角位置檢測及調理電路(2)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+12V端,一路連接至工作電路數字地AGND端;工作電路由電阻R14~R18、電容C8~C10、電位器W1、集成運算放大器U3B、U3C;由傳感器信號輸入15端信號分兩路信號輸出,一路經電阻R15輸入至集成運算放大器LJ3B的同相輸入端,一路經并聯后的電阻R14、電容C8接至數字地AGND;集成運算放大器U3B的反相輸入端與輸出端通過導線相連接;集成運算放大器I-13B的輸出信號分兩路輸出,一路輸出至轉角位置給定及傳感器失效保護電路的12端;一路經電阻R16輸出至集成運算放大器I-13C的同相輸入端;工作電源.12V經電位器W1接至數字地AGND;電位器W1的中間抽頭信號分兩路信號輸出,一路經電容C9輸出至數字地AGND,一路經電阻R17輸入到集成運算放大器L13C的同相輸入端;電位器W2和電容C10并聯后,一端輸入至集成運算放大器U3C的輸出端;另一端分兩路信號出入,一路輸入至集成運算放大器U3C的反相輸入端,一路經電阻R18輸入至數字地AGND;集成運算放大器U3C的輸出端17輸出分兩路信號輸出,一路輸出至位置PID控制器電路中的19端;另一路輸出至角加速度PI控制器電路中的21端。
        4、根據權利要求3所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:轉角位置PID控制器電路(3)由工作電路組成;工作電路由電阻R42、R43、R59、電容C22、電位器W4、集成運算放大器U10A組成;電容C22與電阻R59串聯后與電阻R42并聯,并聯后的電路一端接至集成運算放大器U10A的反相輸入端,另一端接至19端位置調理信號輸入;由轉角位置給定及傳感器失效保護電路中的輸出端14輸入的信號18端輸入至集成運算放大    器U10A的反相輸入端;電位器W4的一端接至集成運算放大器U10A的輸出端20,一端接至集成運算放大器U10A的反相輸入端;電阻R43的一端連至集成運算放大器U10A的同相輸入端,一端連接至數字地AGND;集成運算放大器U10A分兩路信號輸出,一路輸入至角加速度PI控制器電路中的22端,一路輸入至角速度PI控制器中的24端。
        5、根據權利要求4所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:角速度PI控制器電路(4)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+1 2V端,一路連接至工作電路電源12V端;工作電路由電阻R33、R34、R37、R52、電容C16、集成運算放大器U7B組成;由轉角位置PID控制器運算后的信號24端經電阻R33連接至集成運算放大器U7B的反相輸入端;集成運算放大器u7B的反相輸入端經電容c16、電阻R34連接至集成運算放大器U7B的輸出端;電阻R52一端連接數字地AGND,另一端連接集成運算放大器U7B的同相輸入端;集成運算放大器U7B的輸出信號經R37輸出至電流PI控制器電路中的26端。
        6、根據權利要求5所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:角加速度PI控制器電路(5)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+12V端,一路連接至工作電路電源.12V;工作電路由電阻R35~R36、R38~R41、電容C17~C21、電位器W3、集成運算放大器U8A、U8B組成;由轉角位置檢測及調理電路中的17端輸入的信號至21端,經電容c17、C18并聯后與電阻R36串聯接至集成運算放大器U8A的反相輸入端;電容C20與電位器W3并聯后,一端連接至集成運算放大器U8A的反相輸入端,一段連接至集成運算放大器U8A的輸入端;電阻R35一端連接數字地AGND,一端連接集成運算放大器U8A的同相輸入端;集成運算放大器U8A的輸出端信號經并聯后的電容C19、電阻R39連接至集成運算放大器LJSB的反相輸入端;由轉角位置PID控制器電路中20端輸出的信號至22端經電阻R38連接至集成運算放大器U8B的反相輸入端;電阻R40一端連接數字地AGND,另一端連接集成運算放大器U8B的同相輸入端;電阻R41與電容C21并聯后,一端連接至集成運算放大器的反相輸入端,另一端連接至集成運算放大器U8B的輸出端23。    7、根據權利要求6所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:電流PI控制器電路(6)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+12V端,一路連接至工作電路電源.12V;工作電路由電阻R48~R51、R53~R58、電容C27、穩壓管DWl、DW2、集成運算放大器L19A、U9B組成;由角加速度PI控制器電路中23端輸出的信號至27端,經電阻R48輸入至集成運算放大器U9A的反相輸入端;由角速度PI控制器電路中的25端輸出的信號至26端后輸入至集成運算放大器LJ9A的反相輸入端;電阻R50連接集成運算放大電路的反相輸入端和輸出端;電阻R49的一端連接數字地.AGND,另一端連接至集成運算放大器的同相輸入端;由集成運算放大器LJ9A輸出的信號經R5l后分兩路輸出,一路經電阻R53后輸入至數字地AGND,一路經電阻R54后輸入至集成運算放大電路U9B的反相輸入端;電阻R57與電容C27串聯后,一端連接集成運算放大器IJ9B的反相輸入端,一端連接集成運算放大器L19B的輸出端;電阻R58與串聯后的電阻R57、電容C27并聯;串聯后的穩壓管DWl、:DW2與電阻R58并聯;由電流檢測電路中的35端輸出的信號至28端后經電阻R55連接至集成運算放大器LJ9B的反相輸入端;電阻R56一端連接數字地AGND,另一端連接集成運算放大器U19B的同相輸入端;集成運算放大器L19B的輸出端信號29輸入至PWM變換電路的32端。
        8、根據權利要求7所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:三角波發生器電路(8);工作電路由電位器’W5、電阻。R27~R32、電容C14~C15、集成運算放大器L14A、u4B組成;電位器W4的兩端分別接至電源電壓+12V、-12V,中間抽頭經電阻R27接至集成運算放大器U4A的反相輸入端;集成運算放大器u4A的同相輸入端信號分兩路輸出,一路經電阻R30輸入至集成運算放大器U4B的輸出端33;一路經電阻:R29、R31輸入到集成運算放大器U4B的反相輸入端;集成運算放大器L14A的輸出端信號經電阻R28、R31輸入至集成運算放大器LJ4B的反相輸入端;電容c14與c15并聯后,一端連接至集成運算放大器UJ4B的反相輸入端;另一端連接至集成運算放大器U4B的輸出端33;輸出端33信號輸入至.PWM變換電路中的31端。
        9、根據權利要求8所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:PWM變換電路(7)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+12V端,一路連接至工作電路電源.-12V:
        工作電路由大器U3A、U1光藕H11 L1、電阻R1、.R4、R6~R9、三極管T1、快速恢復二極管D2組成;由三角波發生器電路中的33端輸出的信號輸入至31端,經電阻R8至集成運算放大器U3A的反相輸入端;由電流PI控制器電路中的29端輸出的信號輸入至32端,經電阻R7后至集成運算放大器U3A的同相輸入端;電阻R9的一端連接至數字地AGND,另一端連接至集成運算放大器U3A的同相輸入端;集成運算放大器U3A的輸出端信號經電阻R6輸入至三極管T1的基極;三極管T1的發射極分兩路信號輸出,一路輸入至U1的2端,一路經二極管連接至三極管Tl的基極;三極管T1的集電極分兩路信號,一路接至U1的1端,一路經電阻R4接至電源電壓+12V;U1的2端接數字地AGND;U1的4端接輸出端30;U1的5端接模擬地MGND;U1的6端接外部電源+12V,同時經電阻R1連接至輸出端30;輸出端30信號輸入至邏輯H橋功率驅動電路的34端。
        10、根據權利要求9所述的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,其特征是:邏輯H橋功率驅動電路(9)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路外部電源+12V連接至U1l、U12中的VC、VD端;一路外部電源模擬地MGND連接至U11、U12中的VS端。工作電路由電阻R44~R47、采樣電阻Ral、MOSEFT’管T2~T5、電容C23~C25、快速恢復二極管D3、D4、功率驅動芯片U1l、U12、反相器U13A、U13B、電解電容C31、C32組成;由PWM變換電路中的30端輸出信號輸入至34端后經反相器U13B后,分兩路信號輸出,一路輸入至U11的L,IN端及U12的}tIN端;一路經反相器U13A后輸入至U1l的}tIN端及U12的L,IN端;電容C25連接U11的VS端和VC端:電容C26連接U12的VS端和VC端;U1的SD端與CO端連接后,同時接模擬地MGND;U2的SD端與CO端連接后,同時接模擬地MGND;快速恢復二極管D4的正極連接Ull的VC端;負極連接U11的Vb端;快速恢復二極管D3的正極連接U12的VC端;負極連接U12的Vb端;U11的HO端經電阻R47連至MOSEFT管T4的基極;U11的L0端經電阻R46連至MOSEFT管T5的基極;U12的HO端經電阻R44連至MOSEF"r管T2的基極;    U12的L0端經電阻R45連至MOSEFI、管T3的基極;電解電容C3l與C32并聯后,正極接外部電源+24v,另一端接外部電源模擬地MGND;MOSEFT管T2、T4的集電極接外部電源+24V;MOSEFT管T3、T5的集電極接外部電源模擬地MGND;電容C23連接U1 1的Vb端與Vs端;電容C24連接U12的Vb端與Vs端;MOSEFT管T2的發射極連接MOSEFT管T3的集電極;MOSEFT
        管T4的發射極連接MOSEFTI管T5的集電極;電機線圈MOT-與MOSEFT管T3的集電極相連后接至U12的Vs端;電機線圈MOT+經采樣電阻Ral后,分兩路信號輸出,一路與MOSEFI、管T5的集電極相連后接至圖11電流檢測電路的Iref端;另一路接至U11的Vs端。U11及U12中的NC腳均為空腳;電流檢測電路(10)分為電源電路和工作電路;電源電路提供兩路信號,一路電源+5V連接至U5中的Vcc2端,一路數字地AGND連接至U5中的GND2;工作電路由U2電源芯片7805、U5線性光藕7840、集成運算放大器U16A、電容C1~C7、電解電容C28~C30、電阻:R2、R3、R5、R10~R13、快速恢復二極管D1組成;電容C1與電解電容C28并聯后,一端接至外部電源+12V:另一端接至外部電源模擬地MGND;外部電源+12V經快速恢復二極管D1、電阻R2后連接至U2的IN端;電容C2與電解電容C29并聯后,一端連接至U2的GND端,另一端連接至U2的IN端;電容C3與電容C4、電解電容C30并聯后,一端連接至U2的OUT端和U5的Vccl端,另一端連接至U2的GND端和電機線圈MOT+端;電機線圈電流Iref信號經電阻R3、R5后連接至U5的’Vin+端;U5的Vin.端與U5中的GNDl端相連后接至電機線圈MOT+端;U5中的Vout+端信號經電阻R11后輸入至集成運算放大器U6A的同相輸入端;電阻R10與電容C6并聯后一端接至數字地AGND,另一端接至集成運算放大器IJ6A的同相輸入端;U5中的Vout2.端信號經電阻R12后輸入至集成運算放大器L16A的反相輸入端:電阻R13與電容C7并聯后,一端接至集成運算放大器U6A的反相輸入端,另一端接至集成運算放大器L16A的輸出端35;集成運算放大器U16A的輸出端35輸入信號至電流PI控制器電路中的28端。    大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊(一)技術領域本發明涉及一種有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,特別是涉及一種輸出工作能力超過15牛頓.米力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊,屬于自動控制系統領域。
        (二)背景技術采用電子調速技術是提高柴油機(或天然氣機、雙燃料發動機等)調速性能指標的主要途徑,執行機構又是柴油機電子調速系統中的關鍵部件。它將系統的電能轉換為機械能,驅動該系統的控制對象,從而達到控制的目的。因此,執行機構的性能和特性直接影響整個柴油機電子調速系統的性能。為滿足柴油機各工況的動穩態調速性能,調速執行機構應具有動態響應快、穩態精度高、環境適應性強等特點。調速用執行機構按工作原理可分為電磁式、電液式、電機式等幾種形式。電磁執行器的優點是結構簡單、控制方便、響應速度快,但它的最大推力受到線圈匝數和最大工作電流的限制,因而適用于中小功率的柴油機上;在要求大驅動能力的情況下,通常采用電機或液壓執行機構。由于液壓執行機構對零件加工精度要求高、并需要外加液壓驅動源、調速精度較低等因素,限制了其應用。
        有限轉角直流力矩電機由于其力矩慣量比高、輸出能力大、動態反應快、可控線性度好、結構緊湊,且可雙向控制、穩態功耗低等優點,特別適用于大功率柴油機調速用執行機構。但有限轉角直流力矩電機位置驅動系統非線性嚴重、參數變化較大,用傳統的串聯校正、角速度反饋、轉角位置環及電流環雙閉環控制等方法,都很難達到理想的控制效果。
        從目前的檢索情況分析,下述公開文獻中涉及到與本發明申請相關的技術(1)碩士學位論文:作者:田榮軍,單位:西北工業大學,文章題目:《數字化有限轉角直流無刷力矩電機伺服控制系統》,  2003年3月;(2)學術論文:作者:馬瑞卿,劉衛國,單位:西北工業大學,文章題目:
        《全數字有限轉角無刷力矩電機的位置控制》,刊物名稱:《伺服技術》,2001年第34卷第6期;    (3)學術論文:作者:劉衛國,馬瑞卿,單位:西北工業大學,文章題目:
        《有限轉角無刷力矩電動機位置伺服系統的電流控制》,刊物名稱:《電工技術雜志》,2002年第2期。
        通過對上述3篇資料進行分析發現:
        現有對有限轉角直流力矩電機驅動模塊的研究只有西北工業大學有所開展,而且僅局限于小工作能力的力矩電機。資料(1)、(2)、(3)中的有限轉角直流無刷力矩電機主要用作導彈舵機,其特點是電機驅動能力小,最大僅為0.6Nm。
        資料(1)、(2)控制系統采用基于單片機的位置環、電流環雙閉環控制,資料.(3)采用模擬電路的電流環控制。無論是數字式還是模擬式,上述文獻所述系統的控制規律簡單、動態特性和抗干擾能力差。采用單一的位置環或電流環的單閉環或位置環和電流環雙閉環電機控制都不能滿足柴油機調速控制要求。對柴油機而言,數字控制實現復雜的控制規律實時性難以保證。
        (三)發明內容本發明的目的在于提供一種可以克服有限轉角直流力矩電機位置驅動系統非線性嚴重、參數變化較大,傳統方法難于控制問題;能夠對有限轉角直流力矩電機輸出轉角位置的偏移以及擾動進行自動調節;可以有效地抑制負載的干擾,提高有限轉角直流力矩電機的靜態精度和動態跟蹤性能,提高大功率柴油機調速性能的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊。
        本發明的目的是這樣實現的:
        它由轉角位置給定及傳感器失效保護電路1、轉角位置檢測及調理電路2、轉角位置PID控制器電路3、角速度PI控制器電路4、角加速度PI控制器電路5、電流PI控制器電路6、PWM:變換電路7、三角波發生器電路8、邏輯H橋功率驅動電路9、電流檢測電路10和有限轉角直流力矩電機11組成;轉角位置檢測及調理電路2采集和檢測有限轉角直流力矩電機11位置信號,經過信號調理后輸入至轉角位置給定及傳感器失效保護電路1、轉角位置PID控制器電路3、角速度PI控制器電路4、角加速度PI控制器電路5;轉角位置給定及傳感器失效保護電路1將位置給定電壓信號及轉角位置檢測及調理電路2輸入的信號調理、運算后輸入到轉角位置PID控制器電路3;轉角位置PID控制器電路3信號經過PI控制器運算電路運算后將其信號分兩路信號輸出,一路輸入到電流PI控制器電路6;一路輸入到角加速度PI控制器電路5;角加速度PI控制器電路5信號經過PI控制器運算電路運算后將其信號輸入到電流PI控制器電路6;電流檢測電路10將檢測到的有限轉角直流力矩電機11線圈電流信號,經調理、運算后輸入到電流PI控制器電路6;電流PI控制器電路6信號經過PI控制器運算電路運算后輸入到PWM變換電路7;三角波發生器電路8將其產生的固定頻率和幅值的三角波輸入至PWM變換電路7中;PWM變換電路7將其調理和整形后的PWM信號輸入至邏輯H橋功率驅動電路9。
        本發明固定在柴油機電子調速系統的控制盒中,系統由轉速控制模塊、驅動模塊、電源模塊、人機對話模塊、超級電容模塊等組成,各模塊通過母板進行電信號連接。
        使用本發明的有益效果是:
        1.該位置驅動裝置使有限轉角直流力矩電機作為大功率柴油機調速執行機構進入實用階段,實現了大功率柴油機的全電控制。
        2. 對驅動裝置比例電位器、加速度環微分電位器及轉角位置信號過零調整電位器的調節,可優化驅動裝置的性能,增強驅動裝置對不同類型有限轉角力矩電機和控制對象的適應性和通用性。
        3.由模擬電路組成的四閉環控制器的驅動裝置功率消耗低,響應速度快,抗干擾能力強,使調節過程具有良好的穩定性和動態性能。
        4.具有快速作用的負荷抑制調節裝置。負荷改變后通過四閉環控制器調節運算,使電機轉角位置快速保持在給定值狀態,提高系統抗負載干擾能力,抑制轉角位置波動及角速度波動。
        5.本位置驅動裝置具有完善的安全保護功能。能夠自動監測關鍵環節(傳感器、電機線圈電流)的運行狀態,并根據運行狀態實施保護,確保系統在故障時防止事故的發生。
        本發明的主要特點是:針對大工作能力有限轉角力矩電機作為柴油機調速執行機構的控制難點,采用四閉環(外環為位置環,內環為角加速度環、角速度環及電流環)模擬電路的力矩電機驅動控制模塊設計,在四閉環控制電路中,轉角位置環的主要是保證系統的靜態精度和動態跟蹤性能;角加速度環與角速度環并行,角速度環的作用是提高系統抗負載干擾能力,抑制轉角位置波動;角加速度    環的作用是增加系統抗負載干擾能力,抑制角速度的波動;電流環的作用是提高系統的快速性,抑制電流環內部干擾,限制最大電流保障系統安全運行。采用這種控制策略的電路響應速度快、實時性高、抗干擾能力強、魯棒特性好,能夠兼顧動穩態性能。
        (四)附圖說明圖1是位置驅動模塊總體結構圖;圖2是轉角位置給定及傳感器失效保護電路圖;圖3是轉角位置檢測電路圖;圖4是轉角位置PID控制器電路圖;圖5是角速度PI控制器電路圖;圖6是角加速度PI控制器電路圖;圖7是電流PI控制器電路圖;圖8是PWM變換電路圖;圖9是三角波發生器電路圖;圖10是邏輯H橋功率驅動電路圖;圖11是電流檢測電路圖。
        (五)具體實施方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述:
        結合圖1,本發明的大工作能力有限轉角直流力矩電機位置驅動模塊結構包括:轉角位置給定及傳感器失效保護電路1、轉角位置檢測及調理電路2、轉角位置PID控制器電路3、角速度PI控制器電路4、角加速度PI控制器電路5、電流PI控制器電路6、PWM變換電路7、三角波發生器電路8、邏輯H橋功率驅動電路9、電流檢測電路10、有限轉角直流力矩電機11組成。轉角位置檢測及調理電路2采集和檢測有限轉角直流力矩電機11位置信號,經過信號調理后輸入至轉角位置給定及傳感器失效保護電路1、轉角位置PID控制器電路3、角速度PI控制器電路4、角加速度PI控制器電路5;轉角位置給定及傳感器失效保護電路1將位置給定電壓信號及轉角位置檢測及調理電路2輸入的信號調理、運算后輸入到轉角位置PID控制器電路3;轉角位置PID控制器電路3信號經過PI控制器運算電路運算后將其信號分兩路信號輸出,一路輸入到電流PI控制器    電路6;一路輸入到角加速度PI控制器電路5。角加速度PI控制器電路5信號經過PI控制器運算電路運算后將其信號輸入到電流PI控制器電路6。電流檢測電路10將檢測到的有限轉角直流力矩電機11線圈電流信號,經調理、運算后輸入到電流PI控制器電路6。電流PI控制器電路6信號經過PI控制器運算電路運算后輸入到:PWM變換電路7;三角波發生器電路8將其產生的固定頻率和幅值的三角波輸入至PWM變換電路7中。PWM變換電路7將其調理和整形后的PWM信號輸入至邏輯H橋功率驅動電路9。邏輯H橋功率驅動電路9驅動有限轉角直流力矩電機11能在一定角度范圍內跟蹤輸入指令信號,并且使力矩、快速性和精度等達到預期的指標要求,能夠滿足作為柴油機電子調速執行機構的要求。
        結合圖2,轉角位置給定及傳感器失效保護電路1分為電源電路和工作電路。
        電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+12V,一路連接至工作電路電源一12v端。工作電路由電阻R19~R26、電容C11~C13、集成運算放大器U3D、U7A組成;位置給定輸入信號12分兩路信號輸入,其中一路經電阻R22接至集成運算放大器U7A的反相輸入端;另外一路經電容C12接至數字地AGND。位置反饋輸入信號13(由位置檢測及調理電路的16輸入,見圖3)經電阻R19后分兩路信號,一路至集成運算放大器U3D的反相輸入端,一路經電容C11接至數字地AGND。電源+12V經電阻R20后分兩路信號,一路經并聯的電阻:R21、電容C13后接至數字地AGND,一路輸入至集成運算放大器U3D的同相輸入端。
        集成運算放大器U3D的輸出信號經電阻R24后分兩路輸出,一路經電阻R23接至數字地AGND,一路至集成運算放大器U7A的同相輸入端。電阻。R25連接集成運算放大器u7A的反相輸入端和集成運算放大器u7A.的輸出端。集成運算放大器U7A的輸出信號經電阻R26輸出至位置。PID控制器電路位置給定輸入18端,見圖4。
        結合圖3,轉角位置檢測及調理電路2分為電源電路和工作電路。電源電路提供兩路信號,一路連接至工作電路電源+12V端,一路連接至工作電路數字地AGND端。工作電路由電阻R14~R18、電容C8~C10、電位器W1、集成運算放大器U3B、U3C。由傳感器信號輸入15端信號分兩路信號輸出,一路經電阻R15輸入至集成運算放大器U3B的同相輸入端,一路經并聯后的電阻R14、電

     

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