基于DSP的火炮随动系统控制器研制仿真+电路图(3)
a) 电机的最高转速。
电机选择首先依据负载快速行程速度。快速行程的电机转速应严格控制在电机的额定转速之内。
b) 惯量匹配问题及计算负载惯量。
为了保证足够的角加速度使系统反应灵敏和满足系统的稳定性要求,负载惯量 应限制在2.5倍电机惯量 之内，即 。
c) 空载加速转矩
空载加速转矩发生在执行部件从静止以阶跃指令加速到快速时，一般应限定在驱动系统最大输出转矩的80%以内。
d) 切削负载转矩
在正常工作状态下，切削负载转矩不超过电机额定转矩的80%。
e) 连续过载时间
连续过载时间 应限制在电机规定过载时间 之内。
2) 175SZD01型直流电机
175SZD01型直流电机基本参数如下：
1) 转矩30 ，峰值转矩140 ；
2) 转速2000r/min；
3) 功率3kW；
4) 工作电压110V；
5) 转动惯量39858 。
2.3.2 光电编码器的选择
1) 光电编码器的选择依据
光电编码器依照工作原理可分为增量式、绝对式及混合式三种[5]。
增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息，且停电后，编码器不能有任何的移动，否则当来电后，检测到的位置信息不准确。
增量式旋转编码器的内部工作原理如图2.2 所示：
图 2.2 编码器内部结构图
A、B两点对应两个光敏接受管，A、B两点间距为 S2 ，角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。
当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期（在下面定义）的组合，那么每个运动周期中输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同[5]。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序如图2.3 所示：
图 2.3 输出时序
我们把当前的A、B输出值保存起来，与下一个A、B输出值做比较，就可以轻易的得出角度码盘的运动方向，如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，除以所消耗的时间，就得到此次角度码盘运动位移角速度。
S0等于S1时，且S2等于S0的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。
绝对编码器的光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线……编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的 次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响，它无需记忆，无需找参考点，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了[6]。