Nemlineáris karakterisztikájú szervomotoros hajtás vizsgálata
Az egyenáramú kefés motorok (brushed DC motor) használata az iparban az utóbbi időben visszaszorult a váltakozó áramú (szinkron és aszinkron) motorok elterjedése miatt. Ennek ellenére a kefés DC motorok használata még mindig gyakori, főleg mobilrobotok hajtásaiban valamint kísérleti berendezésekben. Közkedveltségének oka, hogy a vezérlő elektronika viszonylag egyszerű felépítésű és költséghatékony megvalósítású. A kefés DC motorok további előnye, hogy már a lineáris matematikai modelljük jól közelíti a valóságos szerkezet működését.
A dolgozatban megvizsgáljuk a kefés DC motorok szabályozási körének részegységeit, valamint ajánlásokat teszünk (adott szempontok szerint) az optimális konstrukció és szabályozás megválasztására.
A szabályozó tervezésekor figyelembe vesszük, hogy a megvalósítás a skálázhatóság és az utólagos testreszabhatóság miatt analóg áramkörök helyett mikrokontrolleren történik, így digitális szabályozót tudunk csak implementálni. A szabályozó tervezését általában a folytonos időben végzik, majd áttérnek diszkrét időre. A dolgozatban alapvetően ezt a módszert követjük, azonban lehetőség szerint megvizsgáljuk a diszkrét időben tervezett szabályozót is.
A motorvezérlő elektronika irányítása impulzusszélesség-modulációval (pulse-width modulation, PWM) történik. A dolgozatban részletesen megvizsgáljuk a PWM különböző módon történő implementálásának hatását, javaslatot adva az általunk optimálisnak ítélt típus használatára.
A motor modellezésénél létező nemlineáris modellt használjuk, amely figyelembe veszi a telítődés (szaturáció), valamint a súrlódás hatását, a minél pontosabb eredmény érdekében. A motor modelljét méréssel ellenőrizzük.
A motor tengelyének szögelfordulását elsősorban inkrementális enkóderrel mérjük. Amennyiben nem érhető el közvetlenül szögsebesség mérő szenzor (pl.: tachométer), véges differenciával számított közelítő sebességet használunk a szabályozó ellenőrző jeleként. A vizsgálat során figyelembe vesszük az enkóder véges felbontásának és a mintavételezési időnek hatását a sebességmérés pontosságára.
A komponensek részletes vizsgálata után a teljes rendszer szimulációs eredményeit mérésekkel hasonlítjuk össze.
