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如何汇编语言控制升降桌使得具有实用及同步性

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时间:2016-11-10

  如何汇编语言控制升降桌使得具有实用及同步性介绍了一种基于汇编语言实现的多路快速PD/PID算法以及在多路直流永磁电机同步控制中的应用。利用一种特殊的短位误差计数方法采集电机转速误差,对误差进行PD或PID操作后由单片机的输出口一次得到多路PWM信号。用这些信号驱动和调节电机直流驱动电源使多个电机同步运行,达到升降桌的平衡控制。

  升降桌(tablelift)是一种由欧洲人发明的具有人性化的计算机桌/办公桌,它的高度可以随个人的高度和爱好任意调节。根据桌面的大小需要有2个到4个可伸缩的支撑柱支撑。如果不进行同步控制,由于桌面负重的不平衡以及支撑柱传动机构综合摩擦系数的不一致性,多次升降之后会出现桌面倾斜的现象。同步控制的目的就是无论支撑柱的负载如何变化,保持几个可伸缩的支撑柱高度总是相同。本文主要结合这种升降桌的同步控制电路,介绍一种基于汇编语言的实时多路直流电机同步控制器,控制器设计了一种特殊的误差计数器,再通过对误差的PD/PID算法处理,用PWM控制方法快速调节驱动电机的转速,达到多路电机转速同步,从而使升降桌支撑柱的高度保持一致。这种算法也可以推广到其他场合的多路同步控制。

升降桌结构

  2系统结构与控制模型

  1)结构

  每个可伸缩的支撑柱主要由直流永磁电机、减速器、编码器、丝杠等组成。电机的正转或反转分别对应桌面的升或降。忽略减速器和丝杠的间隙误差,电机主轴旋转的角度与支撑柱的伸缩长度成正比。因此升降桌的同步控制实际上就是多个电机的同步控制。

  一组三个裸体支撑柱,在它们上面固定上桌面后就组成升降桌。

  2)控制模型

  三个电机与三个结构相同的霍尔传感器同轴相连接,霍尔传感器的输出经过电平变换后输入到单片机进行计数。对于单路控制系统,主要由电机(M)、霍尔传感器(MG)、单片机、BuckDC/DC变换器功能单元组成。为后续叙述方便,三个控制回路分别称为第一路、第二路和第三路,而各自的电机则分别称为M1,M2和M3。其它功能单元也以相同的顺序号命名。

  对于第一路,采用开环控制方法。第二路和第三路采用闭环负反馈控制方法,但参考信号取自第一路的霍尔传感器(MG1),误差信号则分别经过(MG1-MG2)、(MG1-MG3)产生。经过上述方法,电机M2和电机M3就成为电机M1的跟随器,如果后续控制方法得当,就可以保持三者的速度相同。

  3结束语

  该电铃控制器与市场上同类产品相比,完全消除累积时间误差,可以长期保持打铃同步误差≤1秒,一次性设置,无需人工二次维护,并且增强了抗干扰性设计,可以工作在环境较恶劣的场所,目前产品已在我校实际安装使用,达到了预期的效果。该系统可广泛应用于高校、企事业单位等领域,具有较高的实用价值。

  4结论

  以单片机为核心,设计了一种具有简单PD/PID算法的多路PWM发生器。由于程序全部以汇编语言编制,程序的冗余度大大减小,指令的执行速度提高,使整个程序的运算速度得到提高。分析和实验证明,当单片机主频为12MHz时,产生的PWM控制信号的最高频率可以达到8kHz。

  在误差数据采样过程中,以多路同步查询方式采集经过霍尔传感器输出的电机转速,并且用一种新颖的短位误差计数方法,直接把电机转速的误差以二进制码记录到对应的寄存器中,这种方法也大大提高了误差采样速度。