Optoelektroniczny układ sterowania silnikiem elektrycznym prądu stałego. Część I: Projekt elektryczny i elektroniczny
Zenon Syroka
UWMAbstrakt
W pracy część 1, przedstawiono konstrukcję układu optoelektronicznego do sterowania silnikami prądu stałego. W części 2 przedstawiono opis oprogramowania. Skonstruowano system odpowiedzialny za przetworzenie informacji od nadajnika podczerwieni. Projekt wraz z jego zaawansowaniem, ewoluował do stworzenia małego komputera wraz z sterownikiem silnika. Ma za on zadanie w sposób autonomiczny korygowania jego ruchów. Użytkownik jest odpowiedzialny jedynie za wydawanie poleceń. Cały projekt został wykonany na bazie jednego mikrokontrolera.
Do zadań urządzenia należą: poprawny odbiór polecenia (program jest w stanie działać po pewnej modyfikacji, na każdym standardzie komunikacji opartej na łączach optoelektronicznych otwartych). Wykonanie zadanych obrotów i zliczanie ich ilości, korygowanie pozycji.
Zasada działania jest następująca: użytkownik wysyła za pomocą pilota z diodą podczerwieni zadania, które są przypisane pod odpowiedni klawisz. System przetwarza informacje i wykonuje ruch silnika z zadaną ilością obrotów - zadanie zostaje uznane za wykonane, a urządzenie czeka na kolejne. Jeżeli ilość obrotów jest inna niż zadana, jego ustawienie zostaje korygowane. W sytuacji, w której pozycja fizyczna osi silnika zostanie zmieniona, system koryguje ja do ostatniej zadanej. Całość została tak przemyślana, że jest łatwo adaptowalna do różnych silników oraz pilotów IR.
Słowa kluczowe:
sterowanie cyfrowe, sterownik silnika, pojazdy elektryczne i hybrydowe, mikrokontroleryBibliografia
ALI E., KHALIGH A., NIE Z., LEE Y.J. 2009. Integrated Power Electronic Converters and Digital Control. CRC Press, Boca Raton. Google Scholar
BOLTON W. 2006. Programmable Logic Controllers. Elsevier, Amsterdam, Boston. Google Scholar
BUSO S., MATTAVELLI P. 2006. Digital Control in Power Electronics. Morgan & Claypool Publisher, San Rafael, CA. Google Scholar
CHEN C.-T. 1991. Analog and Digital Control system Design: Transfer Function, State Space, and Algebraic Methods. Saunders College Publishing, Filadelfia. Google Scholar
DENTON T. 2016. Electric and Hybrid Vehicles. Routledge, San Diego. Google Scholar
DORF R.C., BISHOP R.H. 2008. Modern Control System Solution Manual. Prentice Hall, New Jersey. Google Scholar
FADALI S. 2009. Digital Control Engineering, Analysis and Design. Elsevier, Burlington. Google Scholar
FEUER A., GOODWIN G.C. 1996. Sampling In Digital Signal Processing and Control. Brikhauser, Boston. Google Scholar
GABOR R., KOWOL M., KOŁODZIEJ J., KMIECIK S., MYNAREK P. 2019. Switchable reluctance motor, especially for the bicycle. Patent No 231882. Google Scholar
GREGORY P. 2006. Starr Introduction to Applied Digital Control. Gregory P. Starr, New Mexico. Google Scholar
GLINKA T., FRĘCHOWICZ A. 2007. Brushless DC motor speed control system. Patent No.P195447. Google Scholar
HUSAIN I. 2003. Electric and Hybrid Vehicles, Design Fundamentals. CRC Press LLC, Boca Raton, London. Google Scholar
JONGSEONG J., WONTAE J. 2019. Method of controlling constant current of brushless dc motor and controller of brushless dc motor using the same. United States Patent Application Publication, US2018323736 (A1). Google Scholar
KHAJEPOUR A., FALLAH S., GOODARZI A. 2014. Electric and Hybrid Vehicles Technologies, Modeling and Control: a Mechatronic Approach. John Wiley & Sons, Chichester. Google Scholar
KOLANO K. 2020. Method for measuring the angular position of the shaft of a brushless DC motor with shaft position sensors. Patent No.P235653. Google Scholar
KOJIMA N., ANNAKA T. 2019. Motor control apparatus and motor unit. United States Patent Application Publication, US2019047517 (A1). Google Scholar
LANDAU I.D., Zito G. 2006. Digital Control Systems Design, Identification and Implementation. Springer, London. Google Scholar
LUECKE J. 2005. Analog and Digital Circuits for Electronic Control System Applications Using the TI MSP430 Microcontroller. Elsvier, Amsterdam, Boston Google Scholar
MI CH., MASRUR M.A., GAO D.W. 2011. Hybrid Electric Vehicles Principles and Applications with Practical Perspectives. John Wiley & Sons, Chichester. Google Scholar
MOUDGALYA K.M. 2007. Digital Control. John Wiley & Sons, Chichester. Google Scholar
MURRAY R.M., LI Z., SHANKAR SASTRY S. 1994. A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation. CRC Press, Berkeley. Google Scholar
OGATA K. 1995. Discrete Time Control Systems. Prentice-Hall, New Jersey. Google Scholar
PISTOIA G. 2010. Electric and Hybrid Vehicles Power Sources, Models, Sustainability, Infrastructure and the Market. Elsevier, Amsterdam, Boston. Google Scholar
SIKORA A., ZIELONKA A. 2011. Power supply system for a BLDC motor. Patent No. P.394971. Google Scholar
SOYLU S. 2011. Electric Vehicles – the Benefits and Barriers. Edited by Seref Soylu, Rijeka. Google Scholar
STEVIĆ Z. 2013. New Generation of Electric Yehicles. Edited by Zoran Stević, Rijeka. Google Scholar
SYROKA Z.W., JAKOCIUK D, 2020. Battery recharging system in electric vehicle. Patent No. P431380, filing date: 17 January 2020. Google Scholar
SYROKA Z.W. 2019. Electric Vehicels – Digital Control. Scholars’ Press, Mauritius. Google Scholar
SYROKA Z.W., MERCHEL D. 2021. Optoelectronic control system for an alternating current motor. Patent decision of 5 February 2021; patent No. PL 236459. Google Scholar
ŚLUSAREK B., PRZYBYLSKI M., GAWRYŚ P. 2014. Hall effect sensor of the shaft position of the brushless DC motor. Patent No.P218476. Google Scholar
WILLIAMSON S.S. 2013. Energy Management Strategies for Electric and Plug-in Hybrid Electric Vehicles. Springer, New York, London. Google Scholar
UWM
