[發(fā)明專利]一種消除舵機(jī)電氣噪聲的有刷直流電機(jī)調(diào)控電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010464744.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN111541407A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王艷榮;張曉艷;李滟津;梁勇;張慧文;解全澤;閆玉花;宋培培;丁繼偉;楊威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西汾西重工有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02P7/28
• 分類號(hào): H02P7/28
• 代理公司: 山西華炬律師事務(wù)所 14106
• 代理人: 陳奇

本發(fā)明公開了一種消除舵機(jī)電氣噪聲的有刷直流電機(jī)調(diào)控電路，解決了如何克服水下航行器舵機(jī)的有刷直流電機(jī)產(chǎn)生尖銳電磁噪聲的問題。包括減法電路（1）、取絕對(duì)值電路（2）、死區(qū)電壓調(diào)節(jié)電路（3）、比較電路（4）、開關(guān)電路（5）、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（6）和控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的有刷直流電機(jī)；當(dāng)控制端電壓信號(hào)U8為低電平時(shí)，即目標(biāo)角度和反饋角度的偏差絕對(duì)值小于死區(qū)電壓時(shí)，開關(guān)斷開，開關(guān)電路（5）的輸出端電壓信號(hào)U9被第十五下拉電阻R15下拉為0V，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6輸出PWM脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比為0，有刷直流電機(jī)不工作；實(shí)現(xiàn)了在死區(qū)電壓下，不向控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的有刷直流電機(jī)輸出電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有刷直流電機(jī)控制電路，特別涉及一種可有效消除舵機(jī)電氣噪聲的調(diào)控舵機(jī)的有刷直流電機(jī)的調(diào)控電路。

背景技術(shù)

水下航行器舵機(jī)一般采用有刷直流電機(jī)來提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，有刷直流電機(jī)是通過PWM脈寬調(diào)制的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)其進(jìn)行控制的；有刷直流電機(jī)調(diào)控電路是采用減法電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理的，即將代表目標(biāo)角度的電壓信號(hào)與舵機(jī)角度的實(shí)時(shí)輸出電壓反饋信號(hào)進(jìn)行相減，形成目標(biāo)信號(hào)與反饋信號(hào)的誤差信號(hào)，將該誤差信號(hào)輸入到直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出的占空比，驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行舵機(jī)角度的修正；但當(dāng)舵機(jī)的反饋角度與舵機(jī)的目標(biāo)角度誤差較小時(shí)，即得到的誤差調(diào)控信號(hào)較小時(shí)，使加載于舵機(jī)控制電機(jī)上的PWM脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比太小，即平均電壓太小，不足以驅(qū)動(dòng)舵機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但該誤差PWM脈寬調(diào)制控制信號(hào)，會(huì)產(chǎn)生出尖銳的電磁噪聲，造成聲環(huán)境的污染，還增大了電源的損耗，如何克服該問題是現(xiàn)場(chǎng)需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種消除舵機(jī)電氣噪聲的有刷直流電機(jī)調(diào)控電路，解決了如何克服水下航行器舵機(jī)的有刷直流電機(jī)產(chǎn)生尖銳電磁噪聲的技術(shù)問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的：

一種消除舵機(jī)電氣噪聲的有刷直流電機(jī)調(diào)控電路，包括減法電路、取絕對(duì)值電路、死區(qū)電壓調(diào)節(jié)電路、比較電路、開關(guān)電路、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的有刷直流電機(jī)，在減法電路的正輸入端上連接有舵機(jī)目標(biāo)角度電壓信號(hào)U1，在減法電路的負(fù)輸入端上連接有舵機(jī)輸出角度反饋信號(hào)U2，減法電路的輸出端電壓信號(hào)U3分別與取絕對(duì)值電路的負(fù)輸入端和開關(guān)電路的輸入端連接在一起，取絕對(duì)值電路的正輸入端接地，取絕對(duì)值電路的輸出端電壓信號(hào)U6與比較電路的正輸入端連接在一起，在比較電路的負(fù)輸入端上連接有死區(qū)電壓調(diào)節(jié)電路，死區(qū)調(diào)節(jié)電路是由第十二分壓電阻R12和第十三可調(diào)電阻R13組成的，在第十二分壓電阻R12的一端，連接有15伏直流電源，第十二分壓電阻R12的另一端與比較電路的負(fù)輸入端連接在一起，可調(diào)電阻R13的一端與比較電路的負(fù)輸入端連接在一起，第十三可調(diào)電阻R13的另一端接地，比較電路的輸出端電壓信號(hào)U8通過限流電阻R14與開關(guān)電路的控制端連接在一起，開關(guān)電路的輸出端與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接在一起，開關(guān)電路的輸出端通過第十五接地電阻R15是接地的，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端上的PWM脈寬調(diào)制電壓信號(hào)連接到控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的有刷直流電機(jī)上。

減法電路是由第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、濾波電容C1和第一運(yùn)算放大器N1組成的，第一電阻R1的阻值、第二電阻R2的阻值、第三電阻R3的阻值和第四電阻R4的阻值是相等的。

取絕對(duì)值電路是由第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第一二極管V1、第二二極管V2和第二運(yùn)算放大器N2、第三運(yùn)算放大器N3組成的；第七電阻R7的阻值為第五電阻R5阻值兩倍，第八電阻R8的阻值、第九電阻R9的阻值、第十電阻R10的阻值是相等的，第六電阻R6和第十一電阻R11為消除零漂的平衡電阻。

開關(guān)電路由開關(guān)器件N5、第十四限流電阻R14和第十五下拉電阻R15組成的；直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為PWM直流伺服控制器。