[发明专利]一种基于串励直流电机的火炮供输弹调速控制系统

说明书

本发明公开了一种基于串励直流电机的火炮供输弹调速控制系统。该控制系统用于提高直流电机的调速控制性能。该控制系统以闭环速度偏差信号作为PLC的输出，控制PWM占空比，在PLC输出端输出一路占空比可调的PWM信号，根据PLC使另一输出端输出与第一路呈相反脉冲的PWM信号。PWM信号作用于驱动单元，驱动单元分两路对应接收PLC输出端输出的脉冲信号，根据PLC的两路PWM信号输出极性，驱动单元的第一、第二输出端交替输出驱动信号，可使串励直流电机正、反转运行，以实现串励直流电机的PWM调速控制。本控制系统具有结构简单灵活、调速性能良好、工作可靠性高的特点。

技术领域

本发明属于火炮供输弹控制领域，尤其涉及了基于PLC的串励直流电机PWM调速控制系统，并包括串励直流电机的驱动电路。

背景技术

在大口径自行火炮供输弹控制系统中,通常以多台伺服电机作为执行元件，造成整个控制系统体积庞大、价格昂贵、可靠性低。但供输弹系统的空间有限，利用伺服电机控制系统安装困难。同时，对于控制精度要求不高的应用场合，也是一种浪费。

串励直流电机，它的显著特点是供电为直流电压，励磁绕组和电枢绕组的是串联的连接方式。一般应用于恒定转速场合，如传送带、拖动水泵等，它与同功率的伺服电机相比，具有体积小、价格低、控制简单等优点。因此，利用串励直流电机作执行电机可以解决自动供输弹系统安装空间有限等问题。

大多数串励直流电机控制系统用单片机或DSP芯片作为控制系统，但单片机或DSP做控制器，外围电路多、占用端口多、不易进行系统扩充，影响系统稳定性和可靠性。可编程控制器(PLC)是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的，其典型特点是可靠性高、抗干扰能力强、稳定性高、可扩展型好，同时编程灵活，可对串励直流电机进行PWM调速控制。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是，在大口径火炮供输弹系统直流电机控制系统中，用PLC对串励直流电机进行PWM调速控制。

本发明要解决的第二个技术问题是，发明的串励直流电机驱动电路可同时驱动数台串励直流电机，克服多台伺服电机控制系统带来的控制复杂、体积增大的缺陷。

本发明的一种基于串励直流电机的火炮供输弹调速控制系统,一种基于串励直流电机的火炮供输弹调速控制系统，其特征在于：

首先，检测元件通过PLC控制器的计数功能，测出直流电机的转速，将给定的转速信号与测量的转速信号相减得到偏差信号；偏差信号通过PLC得到PID控制输出，即PID控制输出控制PWM信号的占空比，在PLC第一路输出端输出占空比可调的PWM信号，根据PLC的逻辑运算指令使另一路输出端输出与第一路输出端呈相反脉冲的PWM信号。

进一步地，包括驱动单元，PWM信号输出给驱动单元；驱动单元含有由门限电路、驱动电路、功率电路组成的两个分单元；两个功率电路均为大功率IGBT管，其输出端C极分别与一台串励直流电机的第一、第二电枢绕组连接，其E极与串励直流电机供电电源的负极相连；两个分单元的门限电路分别接收PLC输出端的两路PWM信号，并将大于门限电压的信号送入各自后端的驱动电路，驱动电路则根据门限电路有、无信号输出来控制大功率IGBT管的导通和截止；当第一IGBT管导通，第二IGBT管截止，串励直流电机向一个方向旋转；当第二IGBT管导通，第一IGBT管截止，串励直流电机则向相反方向旋转。

进一步地，所述的驱动单元可为若干，每个驱动单元的两个输入端均对应连接在PLC输出的两路PWM信号上，且每个驱动单元的两个功率驱动电路的输出端C极与对应的串励直流电机的两个电枢绕组分别相接，其E极与对应的串励直流电机供电电源的负极相连。

进一步地，在驱动单元部分增加隔离电路，对门限电路后和驱动电路之间的电信号进行隔离。

进一步地，隔离电路的输入级与其前面的门限电路共用一个电源。