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Titolo: Azionamento di motori in corrente continua tramite microcontrollori

Candidato: Roberto de Simone

Relatore: Prof. Luca Zaccarian

Argomento: Tesi in robotica

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• Un azionamento: Stadio di Controllo e Stadio di Potenza

• Stadio di Controllo: PIC 18F242 (MCU).

• Stadio di Potenza: LMD18200 (Ponte H).

• Controllo in feedback: sensore in corrente integrato nel LMD18200.

• Dispositivo di controllo dell’azionamento : controllore PI.

• Dispositivo di controllo del convertitore : trasforma in PWM.

• Convertitore: stadio di potenza.

Stadio di controllo

Stadio di Potenza

Motore elettrico

Riferimento Coppia

Disp. controllo aziona-mento.

Disp. Controllo converti-tore

Converti-tore statico

Motore elettrico Carico

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• Ponte H: il driver di potenza.

• IM proporzionale alla coppia.

• PWM: duty-cycle variabile.

• Il PWM pilota gli switch (MOS-FET).

• IM = funzione del PWM.

IN A IN B MOTORE

0 0 INDIETRO

1 0 FERMO

0 1 FERMO

1 1 AVANTI

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• Piedinatura• PWM, Direction e Brake• Locked Anti-Phase PWM

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• Schema elettrico• Schema di montaggio• Prototipo

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• Il problema del rumore agente sull’errore

• Il problema del segno della corrente misurata

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PIC 18F242 per il controlloLMD18200 per il pilotaggio

di potenza

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• PIC 18F242• PICDEM2 PLUS• MPLAB

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• Lettura ingressi. • Calcolo segno della

misura.• Filtraggio misure.• Filtraggio rumore su

errore.• Controllore PI.• Generazione PWM.

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• Verifica funzionamento circuito.

• Applicazione sinusoidi a freq. differente.

• Misura di I(t) e U(t).• Trasformazione tramite

FFT.• Generazioni campioni

che interpolati forniscono la risposta in frequenza.

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• Dinamica del PWM.• Banda passante a 3dB.• Fattore di scala.• Rumore sull’uscita dovuto

al PWM.

0.78 V - 4.24 V

ω = 10^2.40903 = 256.46[rad/s]

- 8.1011 dB

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Conclusioni:

• Prestante.

• Economico.

• Aggiornabile con leggi di controllo più sofisticate.

Sviluppi:

• PWM più veloci.

• Algoritmi di controllo Anti Wind-up.

• Circuiteria accessoria di warning.

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Grazie a tutti per la cortese attenzione.