EL-SMCK伺服电机控制实验开发套件

采用实验箱及电路板结构，能实现三种电机的控制，包括直流有刷永磁电动机（带减速器），直流无刷电动机（带减速器）和三相步进电机。也可以单独控制一种电机，成本更低。

 1、产品结构及特点（参考SMCK伺服系统组成结构图）

⑴ 实验箱总体上采取在一块主电路板上插接其他小功能电路板的组成形式，主电路主要完成信号的链接，人机接口，及PWM信号，CAP信号，电压电流反馈信号测量的功能。

⑵ 核心控制部件是DSP的CPU板，直接插接到SMCK实验箱上，控制功率部件，接受反馈信号，及与主电路板上的单片机通信。其输出的PWM信号及接收的速度脉冲信号已引到主电路板上，可以很方便的测量。目前有TMS320C2812一种CPU控制板。

⑶ 功率部分是IPM_DRIVER功率转换板，直接插接到SMCK实验箱上，功率器件采用国际整流器IR公司的IPM模块IRAMS10UP60B-2，板上通过光藕器件与DSP隔离，还附带测试孔，能方便测试光藕后的PWM波形。

⑷ 电流电压信号检测部分是SMCK_AS信号检测板，直接插接到SMCK实验箱上，能实时监测功率模块输出的电流及电压信号，并将其转换为弱电信号，反馈回主电路板及DSP，客户可以在主电路板上方便的测量反馈信号，也可以利用其反馈信号开发DSP控制算法。

⑸ 人机接口部分位于主电路板上，由显示屏、触摸按键及给定电位器组成。显示屏采用320*240点阵、5.2寸单色液晶，操作界面更友好，观察信息更方便，并可以完成速度信号动态曲线描绘，使系统性能表现的更直观。给定电位器能完成电机的连续跟踪的给定任务。人机接口和磁粉制动器以及其他辅助控制功能由主电路板上的一个单片机进行控制，不占用DSP的处理时间。

⑹ 电源部分在实验箱内部，控制电源与功率电源分别供电，功率电源采用一个24V/5A的开关电源，满足电机功率要求，24V电源干扰少，有短路自保护，可靠且安全。

⑺ 控制对象包括24V直流伺服电机（加减速器）、步进电机、磁粉制动器、光电编码器、角位移传感器，它们都是通过电缆与实验箱主电路板连接的。不同的电机机组组成形式有所不同。直流有刷永磁电动机采用欧姆龙公司的1000线增量式旋转光电编码器，直流无刷电机采用电机内部的霍尔信号传感器，三相步进电机不接测速装置。见右侧的机组示意图。
 

EL-SMCK实验箱系统硬件框图

1、可通过按键输入速度设定值，观察电机速度的稳定性。

2、可通过按键输入负载设定值，观察电机的抗干扰性能。 

3、可通过示波器测量主电路板上的测试点，测量包括PWM信号、CAP信号、电流检测信号，电压检测信号在内的波形，对PWM控制原理及电机运行原理有直观的认识。

4、可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块，观察控制系统的动态特性。 
 

1、可通过按键输入位置设定值，观察电机位置控制的稳态精度及跟随的快速性。

2、可通过给定电位器连续输入位置设定值，观察电机位置控制的连续跟踪性能。 

3、可通过按键输入负载设定值，观察电机随动过程中的抗干扰性能。

4、可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块，观察电机随动过程中的速度曲线变化。 
 

1、可通过按键输入速度设定值，观察电机速度的稳定性。

2、可通过按键输入负载设定值，观察电机的抗干扰性能。 

3、可通过示波器测量主电路板上的测试点，测量包括PWM信号、CAP信号、电流检测信号，电压检测信号在内的波形，对PWM控制原理及电机运行原理有直观的认识。

4、可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块，观察控制系统的动态特性。 
 

1、可通过按键输入位置设定值，观察电机位置控制的稳态精度及跟随的快速性。

2、可通过按键输入负载设定值，观察电机随动过程中的抗干扰性能。

3、可通过液晶显示屏中的速度动态曲线描绘模块，观察电机随动过程中的速度曲线变化。
 

1、可通过按键输入位置设定值，观察电机位置控制的稳态精度及跟随的快速性。

2、可通过按键输入负载设定值，观察电机随动过程中的抗干扰性能。

3、可通过示波器测量主电路板上的测试点，测量包括PWM信号、电流检测信号，电压检测信号在内的波形，对步进电机控制原理及电机运行原理有直观的认识。
 

步骤1 转矩控制实验

步骤2 速度闭环PID控制实验

步骤3 位置、速度双闭环控制实验
 

步骤1 开环寻找最佳换相表及转矩控制实验

步骤2 速度闭环PID控制实验

步骤3 位置、速度双闭环控制实验
 

实验三  三相步进电机DSP控制方案

实验四  三相步进电动机位置闭环控制实验

EL-SMCK实验箱

机组套件