基于STM32F107的搬運機器人電機控制系統設計

Q1、Q4和Q2、Q3分別組成兩個橋路，分別控制電機的正轉和反轉。高端驅動的MOS管導通時源極電壓和漏極電壓相同且都等于供電電樂VCC，所以要實現MOS管正常的驅動，柵極電壓要比VCC大，這就需要專門的升壓芯片IR2103。控制器產生的PWM信號輸入HIN引腳，控制器I／O口輸出的EN1、EN2作為使能信號。輸出端HO就可得到比VCC要高的電壓，且高出的電壓值正好是充在電容兩端的電壓。二極管提高導通速度，使得75N75的導通電阻更小，降低了開關管的損失。同時IR2103的兩個輸出口HO、LO具有互鎖功能，防止由于軟件或硬件錯誤造成的電機上下橋臂直通造成短路。
1．2．2 過流保護的設計
在電機控制系統中安裝過流保護有兩方面的意義：一是防止在電機正常運行時，電機出現超載或堵轉而使得電樞繞組電流過大損害電機甚至引發火災；另一方面是由于電機肩動時啟動電流很大，往往不能直接啟動，既需要等勵磁繞組逐漸建立磁場后再正常運行，又希望電機以盡量快的速度肩動起來。有了過流保護對電流進行斬波，可以使電機安全快速地啟動。過流保護原理圖如圖3所示。

電機的相電流通過康銅絲轉換成電壓信號Vtext，經過運算放大器放大后的模擬量AD1送至控制器A／D轉換模塊，同時將經過電壓比較器比較后的數字量EVA送至控制器的外部中斷口。

2 系統的軟件設計
2．1 μC／OS-II的體系結構
μC／OS-II是一種可移植的、可植入ROM的、可裁剪的、搶占式的實時多任務操作系統內核，具有執行效率高、占用空間小、實時性能優良和可擴展性強等特點，最小內核可編譯至2 KB。μC／OS-II是用C語言和匯編語言編寫的，其中絕大部分代碼郜是用C語言編寫的，只有極少部分與處理器密切相關的代碼是用匯編語言編寫。μC／OS-II僅僅包含了任務調度、任務管理、時間管理、內存管理、任務間的通信和同步等基本功能。