Řídicí systém servopohonu pro úlohu tváření materiálu

Karel Musil

Diplomová práce

Servo-drive control system for mechanical forming application

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá problematikou konstrukce elektronického řízení servopohonů s malými stejnosměrnými motory. Konkrétně naznačuje teorii principu činnosti stejnosměrného kartáčového motoru a jeho řízení na principu středního napětí se spínaným měničem s pulsně-šířkovou modulací. Dále zpracovává teoretický rozbor snímačů polohy. Konkrétně pak bezkontaktních optických inkrementálních senzorů, potenciometrických odporových senzorů a naznačuje možnost využití modernějších digitálních magnetických enkodérů s vysokým rozlišením. Na tento teoretický úvod navazuje přímo dokumentací konkrétních řešení. Tyto zahrnují využití integrovaného budiče motoru k jeho řízení. Dále zpracování signálů ze snímačů polohy s využitím vestavěných periférií použitého MCU. Následně rozšíření o vlastnosti a funkce, které neobsahují několika externími obvody využívajícími zapojení s diskrétními i integrovanými součástkami. V neposlední řadě popisuje komunikační periférie, kterými je elektronika vybavena. Dále obsahuje výčet pomocných a vývojových prostředků, které byly místo jejich zakoupení v průběhu práce vyrobeny ve snaze snížení nákladů.

Abstract:

The thesis is aimed at designing electronic servo control with small DC motors. It deals with the inner principle of brushed DC motor and it’s driver, that uses average voltage with switching power supply using pulse-width modulation. The thesis also describes position sensors, such as optical incremental sensors, potenciometric sensors and possibly usage of modern high-resolution digital magnetic encoders. After theoretical introduction, particular solutions are described, such as integrated motor driver, position sensors using integrated MCU peripherals and their enhancements by external circuits providing functions and properties they originally didn’t have. Furthermore, communication peripherals are described. The thesis also includes a list of all supplementary solutions, that were custom made in order to cut the total cost.

Keywords

servomechanismus, servopohon, stejnosměrný motor, budič motoru, PWM, mikrokontrolér, inkrementální senzor, magnetický enkodér, sběrnice, USB, RS-485, spínaný zdroj, servomechanism, servo-drive, direct current motor, H-bridge, microcontroller, incremental sensor, magnetic encoder, bus, switch-mode power supply

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2009

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Vladimír Kašík
• Oponent: Martin Papoušek

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Měřicí a řídicí technika