CN110971150A - 一种基于wifi通信的多台电机同步控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统。本发明包括控制模块、驱动模块、WIFI通信模块、显示模块、检测模块和输入模块。首先通过输入模块通过WIFI通信模块进行控制信号的输入，控制模块根据接收到的控制信号后改变主控芯片的PWM波输出，驱动模块根据接收到PWM波控制电机的转速，检测模块检测对应电机的当前转速，控制模块根据检测模块检测的当前转速做出相应的控制策略，显示模块连接控制模块显示显示对应电机的当前转速和控制信号的设置转速。本发明采用WIFI通信即高频通信，穿透力强，比较稳定，控制方便，经过实测能够在包含墙等障碍物情况下在10m内稳定通信。
Description
技术领域
本发明属于控制工程技术领域，具体涉及一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统。
背景技术
电机作为一种执行元件,具有控制简便、定位准确等特点,在许多领域得到了广泛的应用。随着对各种机械性能和产品质量要求的逐渐提高,许多控制领域需要对多台电机进行同步协调控制,如军事、航空、机器人控制等。因此，深入研究多电机的同步控制，提高其运动控制精度具有重要的意义。
多台电机同步控制在科学，自然，工程和社会生活中大量存在。且同步控制技术设计伺服，机器人之间合作，多轴机床的加工。目前应用领域对同步控制系统控制精度与工艺要求也越来越高。在很多领域更是在接线上面花费不少时间和金钱成本，因半导体产业发展较快，质量越来越好且价格越来越便宜，且WIFI通信模块通信较稳定并且抗干扰能力强。
本设计以合泰HT32F1656单片机控制多台电机为核心，利用ESP8266 WIFI模块进行无线通信，电位器或者手机作为控制输入模块，通过旋钮来调节电位器这样就可以改变电机的转速，也可以通过手机连接WIFI模块使其作为输入端进而控制主电机的转速，同时OLED屏幕(128*64)也会显示电机的当前转速以及主电机设置转速。通过精准测量转速的E6A2-CW3C编码器作为一个反馈，从而使得从电机的转速与主电机的转速保持一致，从而实现多台电机转速同步。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统。本发明有着一套较为安全的一套通讯协议。保证每次通信能够比较稳定，及时发生数据掉包的情况，依然能够正常执行。
一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统，包括控制模块、驱动模块、WIFI通信模块、显示模块、检测模块和输入模块。
控制模块包括主控芯片和被控芯片，控制模块连接WIFI通信模块，主控芯片对输入模块输入的控制信号进行分析处理，根据分析结果改变控制模块的PWM波的输出。
驱动模块包括桥式整流电路和电压控制调试模块，桥式整流电路将输入的家用电的220V交流电转换为直流电；电压控制调试模块将控制模块发送的PWM波按比例对应为直流电机的电枢电压，通过改变控制模块的PWM波的输出通过驱动模块就可以实现改变电机电枢的电压进而改变电机的转速。
WIFI通信模块包括主模块和从模块，主模块连接控制模块的主控芯片，从模块连接控制模块的被控芯片。
检测模块连接控制模块和电机，用于检测对应电机的当前转速，以脉冲的形式输出，控制模块捕获检测模块输出的脉冲数，进而计算出对应电机的当前转速，主控芯片根据获取到的当前转速做出相应的控制策略，控制电机的当前转速的转速与控制信号的设置转速保持一致。所述的控制策略采用PID算法对电机的转速进行控制。主控芯片将获取到的当前转速通过WIFI通信模块发送给被控芯片，被控芯片实时接收主控芯片发送的当前转速，被控芯片根据接收到的主电机的当前转速控制从电机的转速，实现多台电机转速同步。
显示模块连接控制模块，显示对应电机的当前转速和控制信号的设置转速。
输入模块包括电位器和手机，电位器直接连接驱动模块，当信号干扰弱时，通过手机连接WIFI通信模块的主模块，通过手机上的APP软件进行控制信号的输入，将控制信号输入至主控芯片，通过主控芯片对输出的PWM波进行调整，控制驱动模块改变电枢电压实现电机转速的控制；当信号干扰强时通过手动调节电位器直接控制驱动模块改变电枢电压进而控制电机的转速。
WIFI通信模块通过串口的方式连接到控制模块上，WIFI通信模块中主模块和从模块通过2.4G的频段进行通信。显示模块与控制模块以IIC的形式进行连接和通信。驱动模块连接控制模块的一个PWM波的输出端口。检测模块的控制输出端口控制模块芯片的脉冲捕获接口。
所述的控制模块的主控芯片与被控芯片都为HT32F1656单片机。
所述的WIFI通信模块的主模块和从模块都采用ESP8266芯片。
所述的显示模块采用OLED12864液晶显示器。
所述的检测模块采用欧姆龙光电编码器，型号为E6A2-CW3C。
本发明有益效果如下：
由于电机同步在一些复杂的环境下通信同意收到干扰导致电机同步出现问题，又或者对于电机的控制输入需要手动输入不是那么方便。本发明采用WIFI通信即高频通信，穿透力强，比较稳定，控制方便，经过实测能够在包含墙等障碍物情况下在10m内稳定通信。
附图说明
图1为本发明实施例的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明进行进一步描述。
如图1所示，本发明的控制系统包括控制模块、驱动模块、WIFI通信模块、显示模块、检测模块和输入模块。
控制模块包括主控芯片和被控芯片，控制模块连接WIFI通信模块，主控芯片对输入模块输入的控制信号进行分析处理，根据分析结果改变控制模块的PWM波的输出。
驱动模块包括桥式整流电路和电压控制调试模块，桥式整流电路将输入的家用电的220V交流电转换为直流电；电压控制调试模块将控制模块发送的PWM波按比例对应为直流电机的电枢电压，通过改变控制模块的PWM波的输出通过驱动模块就可以实现改变电机电枢的电压进而改变电机的转速。
WIFI通信模块包括主模块和从模块，主模块连接控制模块的主控芯片，从模块连接控制模块的被控芯片。
检测模块连接控制模块和电机，用于检测对应电机的当前转速，以脉冲的形式输出，控制模块捕获检测模块输出的脉冲数，进而计算出对应电机的当前转速，主控芯片根据获取到的当前转速做出相应的控制策略，控制电机的当前转速的转速与控制信号的设置转速保持一致。所述的控制策略采用PID算法对电机的转速进行控制。主控芯片将获取到的当前转速通过WIFI通信模块发送给被控芯片，被控芯片实时接收主控芯片发送的当前转速，被控芯片根据接收到的主电机的当前转速控制从电机的转速，实现多台电机转速同步。
显示模块连接控制模块，显示对应电机的当前转速和控制信号的设置转速。
输入模块包括电位器和手机，电位器直接连接驱动模块，当信号干扰弱时，通过手机连接WIFI通信模块的主模块，通过手机上的APP软件进行控制信号的输入，将控制信号输入至主控芯片，通过主控芯片对输出的PWM波进行调整，控制驱动模块改变电枢电压实现电机转速的控制；当信号干扰强时通过手动调节电位器直接控制驱动模块改变电枢电压进而控制电机的转速。
WIFI通信模块通过串口的方式连接到控制模块上，WIFI通信模块中主模块和从模块通过2.4G的频段进行通信。显示模块与控制模块以IIC的形式进行连接和通信。驱动模块连接控制模块的一个PWM波的输出端口。检测模块的控制输出端口控制模块芯片的脉冲捕获接口。
控制模块的主控芯片与被控芯片都为HT32F1656单片机。
WIFI通信模块的主模块和从模块都采用ESP8266芯片。
显示模块采用OLED12864液晶显示器。
检测模块采用欧姆龙光电编码器，型号为E6A2-CW3C。
首先通过输入模块进行控制信号的输入，通过WIFI通信模块的主模块将控制信号输入控制模块中的主控芯片，主控芯片对输入模块输入的控制信号进行分析处理，根据分析结果改变主控芯片的PWM波输出，驱动模块接收到PWM波后通过电压控制调试模块将控制模块发送的PWM波按比例对应为直流电机的电枢电压，进而改变电机的转速；检测模块检测对应电机的当前转速，以脉冲的形式输出，控制模块捕获检测模块输出的脉冲数，进而计算出对应电机的当前转速，主控芯片根据检测模块检测到的主电机的当前转速做出相应的控制策略，同时主控芯片将获取到的当前转速通过WIFI通信模块发送给被控芯片，被控芯片实时接收主控芯片发送的当前转速，被控芯片根据接收到的主电机的当前转速控制从电机的转速与主电机的转速保持一致，从而实现多台电机转速同步。并且控制模块将获得的电机的当前转速和控制信号的设置转速发送至对应的显示模块，显示模块实时显示电机的当前转速和控制信号的设置转速。
Claims (5)
1.一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统，其特征在于，包括控制模块、驱动模块、WIFI通信模块、显示模块、检测模块和输入模块；
控制模块包括主控芯片和被控芯片，控制模块连接WIFI通信模块，主控芯片对输入模块输入的控制信号进行分析处理，根据分析结果改变控制模块的PWM波的输出；
驱动模块包括桥式整流电路和电压控制调试模块，桥式整流电路将输入的家用电的220V交流电转换为直流电；电压控制调试模块将控制模块发送的PWM波按比例对应为直流电机的电枢电压，通过改变控制模块的PWM波的输出通过驱动模块就可以实现改变电机电枢的电压进而改变电机的转速；
WIFI通信模块包括主模块和从模块，主模块连接控制模块的主控芯片，从模块连接控制模块的被控芯片；
检测模块连接控制模块和电机，用于检测对应电机的当前转速，以脉冲的形式输出，控制模块捕获检测模块输出的脉冲数，进而计算出对应电机的当前转速，主控芯片根据获取到的当前转速做出相应的控制策略，控制电机的当前转速的转速与控制信号的设置转速保持一致；所述的控制策略采用PID算法对电机的转速进行控制；主控芯片将获取到的当前转速通过WIFI通信模块发送给被控芯片，被控芯片实时接收主控芯片发送的当前转速，被控芯片根据接收到的主电机的当前转速控制从电机的转速，实现多台电机转速同步；
显示模块连接控制模块，显示对应电机的当前转速和控制信号的设置转速；
输入模块包括电位器和手机，电位器直接连接驱动模块，当信号干扰弱时，通过手机连接WIFI通信模块的主模块，通过手机上的APP软件进行控制信号的输入，将控制信号输入至主控芯片，通过主控芯片对输出的PWM波进行调整，控制驱动模块改变电枢电压实现电机转速的控制；当信号干扰强时通过手动调节电位器直接控制驱动模块改变电枢电压进而控制电机的转速；
WIFI通信模块通过串口的方式连接到控制模块上，WIFI通信模块中主模块和从模块通过2.4G的频段进行通信；显示模块与控制模块以IIC的形式进行连接和通信；驱动模块连接控制模块的一个PWM波的输出端口；检测模块的控制输出端口控制模块芯片的脉冲捕获接口。
2.根据权利要求1所述的一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统，其特征在于，所述的控制模块的主控芯片与被控芯片都为HT32F1656单片机。
3.根据权利要求1所述的一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统，其特征在于，所述的WIFI通信模块的主模块和从模块都采用ESP8266芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统，其特征在于，所述的显示模块采用OLED12864液晶显示器。
5.根据权利要求1所述的一种基于WIFI通信的多台电机同步控制系统，其特征在于，所述的检测模块采用欧姆龙光电编码器，型号为E6A2-CW3C。
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| CN114744921A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-07-12 | 深圳市助尔达电子科技有限公司 | 一种智能电源适配器系统 |
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| CN108233782A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-29 | 南京邮电大学 | 一种基于WiFi的永磁无刷直流电机网络化调速平台 |
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