基于单片机的伺服电机性能测试系统设计.pdfVIP

上海大中型电机 2009．No．2 基于单片机的伺服电机性能测试系统设计 蔡国武，赖武军，童俊华 (江西理工大学机电工程学院，江西 赣州341000) 捕耍：介绍一种基于C8051F330单片机的电机转速性能的系统设计，并给出该系统的硬件电路和软 件设计。该系统具有结构简单、运行可靠，可以很好地用于测试各种伺服电机的性能。 关键词：单片机；测试；伺服电机 很难快速、准确地判断出电机性能的好坏。本文介 1前言 绍一种基本C805l乃30单片机的电机转速性能的 电机在生产实践中有非常广泛的使用，涉及到 系统设计。 各个领域。对于一个高精度的控制系统，电机性能 2原理分析 (精度)的好坏，对于系统性能有着至关重要的影 响。常用的电机性能检测可分为离线检测和在线检 C8051F330使用SiliconLabs的专利CIP一51 测。但经过人们的研究，这两种检测方法实现起来 微控制器内核，该系统的MCU在CIP一5内核与外 都有点复杂。虽然离线检测实现起来相对容易，但 设方面都做了很大的改进，大大地提高了整体的性 是检测的数据可用性不强。在线检测得到数据虽然 能‘1|。 比较可靠，但是检测算法复杂，而且精度受到很多因 该单片机内部有一个内部电压比较器和一个 10位SAR 素的影响。因为影响电机的性能的因素有很多，如 ADC。其中内部的电压比较器的响应时 电枢电流、电枢回路电阻和电感、励磁功率、惯量矩 间是可编程的，ADC0子系统集成了2个16通道模 等，都很难测量。特别是对那些精度要求不是很高 的场合，更没这个必要。实际上，电机性能的好坏最 位逐次逼近寄存器型ADC。AMUX0、数据转换方式 终是表现在电机的转速性能上，只有稳定的电机，才 及窗口检测器都可用软件通过特殊功能寄存器来配 可以进一步地对电机性能做定量分析和判断电机运 置。当ADC控制寄存器中的ADOEN位被置‘l’ 行的异常情况等进行监测。故只要判断电机的转速 时，ADC0子系统被使用，且ADC0可以工作在单端 性能，即可以间接地断定电机性能的好坏。因此，对 方式或差分方式。而模拟多路选择器(AMUX0)用 电机转速性能的测量是非常重要的。 于选择去ADC的正输入和负输入。当GND被选择 本文所提出的电机性能测试，实际上是通过调 为负输入时，ADC0工作在单端方式。 节电机的转速并实时地将电机的反馈转速精确的计 除此之外，MCU中还有4个16位的通用计数 算并显示出来，通过分析显示出来的电机转速来断 器／定时器和一个片内可编程计数器／定时器阵列 定电机性能的好坏。该方法实用性很强。可用于测 (PCA)等。故可以利用计数器计算能够反映电机转 试从二手市场购回的电机、旧电机、对具体参数不是 速的码盘反馈信号中的脉冲数，并利用定时器来计 很清楚的等类型的电机性能的好坏，并判断被测电 时产生中断。 机是否满足人们所期望的要求。 本文选用的是单端方式，正输入选P0．4端口， 传统的以模拟量数据作为电机转速性能测试， 负输入选GND。并用以下两种方法同时对电机转 由于受非线性、温度变化和元件老化等因素的影响， 速性能进行测试。 一54～ 万方数据