CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CARD DSP DS1104 2.1. Giới thiệu chung
2.4. Một số các tính năng cơ bản của Card DS1104 cho điều khiển chuyển động
2.4.1. Các điều khiển vị trí Encoder
Các kênh encoder của Card DS1104 cũng được quản lý bởi Master PPC, với các đặc điểm sau:
Hai kênh vào số encoder
Hỗ trợ single-ended TTL và các tín hiệu RS422
Bộ đếm vị trí 24 bit
Tần số xung encoder max có thể đếm được 1.65MHz
Giới hạn đường dây với các đầu vào khác nhau
Nguồn cấp cho encoder (5V, 0.1A)
* Các tín hiệu encoder và giới hạn đếm.
Incremental encoder tạo ra hai tín hiệu encoder PHI0 và PHI90, và tín hiệu IDEX là IDX. Cặp tín hiệu encoder PHI0 <-> PHI90 có góc lệch pha 900 , thêm vào đó hầu hết các encoder đều có tín hiệu đảo /PHI0, /PHI90 và /IDX.( một số nhà sản xuất dùng kí hiệu A và B thay cho PHI0 và PHI90).
- Thứ tự các tín hiệu vào số: hình vẽ dưới đây mô tả thứ tự tín hiệu vào PHI0, PHI09 cùng với tín hiệu INDEX. Vùng màu xám biểu thị một line encoder (3600).
Khi một line encoder được đếm, thì các nguyên tắc sau được ứng dụng:
Tất cả các kênh vào số
encoder của DS1104 có thể xử lý được tín hiệu có tần số lên đến 1.65 MHz:
lên đến 1650000 line encoder được đo trên một giây. Vì DS1104 thực hiện Hình 2.20. Tín hiệu encoder và giới hạn đếm Bảng 2.13.Các điều khiển vị trí encoder của DS1104
chia làm 4 phần một line encoder, bởi vậy DS1104 có thể đếm với tần số 6.6MHz.
DS1104 được trang bị với bộ đếm 24 bit. Do có 4 phần ứng với 1 line encoder , bộ đếm có thể đếm lên đến 222 line encoder trong khoảng tử 2-21 đến 221 – 1.
Hướng đếm phụ thuộc vào hướng quay của encoder.
Counter có thể được reset bởi xung IDEX theo các chế độ sau: không reset bao giờ, hoặc reset sau khi phát hiện xung IDEX đầu tiên, hoặc bị reset sau mỗi lần phát hiện xung IDEX.
1. DS1104ENC_POS cung cấp các tín hiệu đọc truy cập tới vị trí đã được chia độ của Encoder. Mỗi kênh giao diện encoder của DS1104 có một bộ đếm 24-bit để cung cấp vị trí tuyệt đối cho các bộ chuyển đổi được nối vào, tương ứng với một dải số nguyên từ -221221. Dải này được tự động tỷ lệ với -11. Để nhận được một số đếm là một giá trị nguyên, giá trị đầu ra phải được nhân với giá trị 221.
2. DS1104 ENC_POS_Cx truy cập một cách độc lập một kênh của bộ đếm vị trí Encoder.
3. DS1104 ENC_DPOS cho phép truy cập tới sai lệch vị trí encoder đã chia độ được đo giữa bước mô phỏng hiện tại và bước mô phỏng liền kề trước đó.
4. DS1104 ENC_DPOS_Cx cũng tương tự như các khối trước đó, truy cập được cung cấp tới một trong những kênh được chọn.
5. DS1104INDEX là một phép tìm kiếm chỉ mục encoder một kênh. Nó thăm dò dòng chỉ mục encoder của kênh được chọn. Khi chỉ mục được tìm thấy, nội dung bộ đếm tương ứng bị xoá và các biến của mô hình Simulink có thể được thiết lập lại (reset) một cách có chọn lựa.
6. DS1104RESET- Khi một khối được kích hoạt, nội dung bộ đếm vị trí của kênh cụ thể sẽ bị xoá (thiết lập lại).
2.4.2. Điều khiển PWM (Pulse Width Modulation)
* Điều chế tín hiệu PWM.
Sự điều chế tín hiệu PWM quyết định đến nhiều các ứng dụng điều khiển chuyển động và điều khiển động cơ của Card DS1104. Tín hiệu PWM là các chuỗi xung với tần số và biên độ không đổi, độ rộng xung thay đổi được. Có một xung với biên độ không đổi trong mỗi chu kì. Tuy nhiên độ rộng xung thay đổi được từ 0 đến thời gian một chu kì tương ứng với tín hiệu điều chế. Khi tín hiệu PWM được đưa đến cực điều khiển của Trazitor công suất, làm Tranzitor công suất đóng cắt để biến đổi thành PWM của điện áp đặt lện tải, giống tương tự như tín hiệu điều chế. Tần số của của tín hiệu PWM thường cao hơn tần số của tín hiệu biến điệu, hoặc tần số cơ bản, vì vậy mà năng lượng cấp đến cho động cơ hoặc tải phụ thuộc chủ yếu vào tín hiệu điều biến.
* Các đặc điểm của tín hiệu PWM của Card DS1104.
Với mỗi tín hiệu PWM có chu kì TP = Thigh+ Tlow được xác định trong khoảng 200 ns … 819.2 ms. Với tín hiệu PWM3 và PWMSV cững có chu kì TP với cả 3 pha.
Với tín hiệu PWM 1 pha chu kì Tp đều như nhau với cả 4 kênh. Nếu cùng một thời điểm phát xung PWM, chúng ta có thể xác định chu ki với tín hiệu PWM 3 pha và một pha là khác nhau.
a. Sự điều chế xung PWM 1 pha
Hình 2.21. Tín hiệu PWM của Card DS1104
Bộ DSP tạo ra 4 kênh đầu ra cho tín hiệu PWM 1pha ở chế độ đối xứng và không đối xứng.
b.Sự điều chế xung PWM 3 pha (PWM3)
DSP cung cấp 3 kênh (pha) cho sự điều chế xung PWM 3 pha (PWM3) đảo và không đảo trong dải tần số 1.25 Hz … 5 MHz ở chế độ đối xứng.
Hình 2.22. Tín hiệu PWM ở chế độ đối xứng
Hình 2.23. Tín hiệu PWM ở chế độ không đối xứng
Bảng 2.14. Tên các chân của các kênh phhát xung
c. Điều chế xung PWM vector không gian (PWMSV)
DSP cung cấp 3 kênh (pha) cho sự điều chế xung PWM vector 3 pha (PWMSV) đảo và không đảo trong dải tần số 1.25 Hz … 5 MHz ở chế độ đối xứng.
Hình 2.24. Điều chế xung PWM của Card DS1104 Bảng 2.15. Tên các xung PWM 3 pha
Bảng 2.16.Tên của các kênh phát xung PWM 3 pha
Xung PWM vector không gian được sử dụng để điều khiển truyền động điện.
Vector không gian xác định các cung và giá trị T1 và T2 tương ứng với vector phải (T1) và vector trái (T2). T1/Tp biểu thị chế độ làm việc của vector phải trong cung tương ứng, trong khi đó T2/Tp biểu thị chế độ làm việc của của vector trái trong cung tương ứng. Các cung từ 1 đến 6 được xác định bởi hình chiếu của của vector không gian quay lên mặt phẳng được xác định bởi các vector không gian U0(001), U60(011), U120(010), U180(110), U240(100) và U300(101). Giá trị T1 và T2 được
Hình 2.25. Điều chế vector không gian Bảng 2.17. Tên các xung PWM 3 pha vector
xác định qua hình chiếu của vector không gian lên 2 vector không gian cơ bản kề với nó. Chế độ làm việc
dx=Thigh,x/Tp(x=1,3,5,) của 3 vector không đảo phụ thuộc vào hình chiếu T1 và T2 . Ở cung thứ nhất trong không gian vector dạng xung PWM của ba pha không đảo SPWM1, SPWM3 và SPWM5 được tạo ra bởi DSP có dạng như hình 2.29
Giá trị T0 được xác định như T0=Tp-T1-T2. Vì T0
≥ 0 nên giới hạn của T1 và T2 như sau T1 + T2 ≤ Tp.