輸出為轉交的執(zhí)行機構要有足夠的轉矩

對于輸出為轉交的執(zhí)行機構要有足夠的轉矩，對于輸出為直線位移的執(zhí)行機構要有足夠的力，以便克服負載的阻力。特別是高溫高壓閥門，其密封填料壓的比較緊，長時間關閉之后在開啟時往往比正常情況要費更大的力，至于動作速度并不一定很高，因為流量調節(jié)和控制不需要太快。為了加大輸出轉矩或力，電動機的輸出軸都有減速器，如果電機本身就是低速的，減速器可以簡單些。

TMS320F2812電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)

以32位定點DSP芯片TMS320F2812為例，其專門針對電機控制和運動控制而設計。硬件配置上，TMS320F2812具有豐富的通用輸入輸出接口、16通道12位A/D轉換器、兩個事件管理器以及大容量的片上存儲器，能夠較好地滿足電動執(zhí)行器的控制需求；運算速度上，TMS320F2812可以達到150MIPS，可以實時地處理復雜控制算法，實現(xiàn)高精度控制，保證電機的位置控制精度以及速度控制的動態(tài)特性；通信方面，TMS320F2812芯片支持多種通信機制，如UART串口通信、CAN總線通信、SPI總線通信等，能夠很方便地實現(xiàn)人機交互界面的設計以及同其他系統(tǒng)之間的信息交互?？傮w來說，基于TMS320F2812的電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)專用控制器的優(yōu)勢，而且具備很好的集成性、可擴展性、二次開發(fā)性，提高了控制系統(tǒng)的可靠性、處理速度以及通用性。

電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)設計

控制系統(tǒng)設計 電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)基于微控制器TMS320F2812設計，執(zhí)行機構選用步進電機，控制系統(tǒng)結構如圖2所示。由圖2可知，電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)主要包括上位機、CAN通信模塊、微控制器、步進電機驅動電路、參數(shù)檢測等部分。通過現(xiàn)場控制面板或者上位機設定相關參數(shù)；參數(shù)經CAN總線傳送至控制器TMS320F2812，通過運算得到步進電機控制量，進而實現(xiàn)其速度、旋轉角度等控制；步進電機的旋轉輸出經滾珠絲杠進行運動形式轉化以及減速處理后進行閥桿控制，進而實現(xiàn)閥門開口度的控制。另外，步進電機一端裝有霍爾傳感器，用于電機轉速和位置控制；閥門處裝有流量、壓力等傳感器，采集的流量、壓力等信號經簡單處理后傳送至控制器TMS320F2812的A/D模塊，與設定值比較，得到偏差數(shù)值，通過調整步進電機位置和速度保證閥門開口精度，終實現(xiàn)自動控制。

步進電機驅動電路包括環(huán)形分配器和功率驅動2部分

步進電機驅動電路包括環(huán)形分配器和功率驅動2部分。其中，環(huán)形分配器既可以用軟件實現(xiàn)也可以用硬件實現(xiàn)。考慮到微控制器的工作負擔，提高可靠性，環(huán)形分配器通過硬件方式來實現(xiàn)，即選用專用集成電路。本文所述控制系統(tǒng)選用專用步進電機控制芯片PMM8713PT進行環(huán)形分配器設計。該芯片控制功能比較豐富，可用于兩相或四相步進電機控制。因為步進電機所需驅動電流相對較大，所以要在步進電動機和控制器之間添加功率放大電路。另外，考慮到步進電機的高電平、大功率對控制器的干擾，TMS320F2812的控制接口不能直接與步進電機相連，需要添加隔離電路。