一种微型无线控制平台的设计-论文.pdf

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1、·70·《测控技术}2014年第33卷第1期一种微型无线控制平台的设计吕高利，曹建，付国强(1．中南大学物理与电子学院，湖南长沙410083；2．中国科学院深圳先进技术研究院，广东深圳518055)摘要：微型化是无线控制平台设计过程的一个重要挑战。设计一种通用的微型控制平台，内部集成无线通信模块，实现对无刷直流电机及形状记忆合金的远程控制。系统设计中充分考虑微型化需求，采用集成2．4GHz无线通信模块的CC2530作为微处理器，通过六步换相法实现实时的无刷直流电机状态控制，并使用PWM方法改变形状记忆合金电流输入来完成伸长

2、及收缩状态。通过相应实验进行验证，系统可以实时响应PC端控制指令，精确完成无刷电机转动和形状记忆合金控制，验证了设计的有效性。系统高度集成，满足低功耗、微型化需求，在微型机器人领域具有广阔的应用空间。关键词：微型化；无线控制；无刷直流电机；形状记忆合金中图分类号：TM33；TP242文献标识码：A文章编号：1000—8829(2014)01—0070—04DesignofaMiniatureWirelessControlPlatformLVGao．1．i．，CAOJian，FUGuo．qiang(1．SchoolofPhy

3、sicsandElectronic，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；2．ShenzhenInstitutesofAdvancedTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenzhen518055，China)Abstract：Miniaturizationisanimportantchallengeinthedesigningprocessofwirelesscontrolplatform．Ami-crocontrolplatform

4、integratedwirelesscommunicationmoduleisdesignedtorealizethecontrolofbrushlessDCmotorandshapememoryalloy．Consideringtheminiaturizationrequirement，CC2530integrated2．4GHzwire—lesscommunicationmoduleischosenasthemicroprocessor，therealtimecontrolofbrushlessDCmotorisrea

5、l—izedthroughsix—stepcommutation，andPWMmethodisusedtomodulatethecurrentinputoftheshapememo-ryalloytoachieveitsstatechange．Thevalidityofthedesignisverifiedthroughthecorrespondingexperi—ments，theplatformisabletoresponsethePCportcontroldirectiveinrealtimeandrealizeth

6、erunningofbrushlessmotorandthecontrolofshapememoryalloyaccurately．Thesystemishighlyintegrated，haslowpow—erandminiaturization，andcanbewidelyusedinthefieldofmicro—robots．Keywords：miniaturization；wirelesscontrol；brushlessDCmotor；shapememoryalloy无刷直流电机具有使用寿命长、高效率、稳定性高

7、实现J。但是位置传感器会增大电机的成本和体等优势，在家庭、工业、汽车、自动化等领域有着广泛应积j。因此，小尺寸的无位置传感器的无刷直流电机用。与有刷电机相比，无刷电机没有换相电刷，用电子控制方法是近年来的一个研究热点。换相取代了机械换相。无刷直流电机的控制可以形状记忆合金(SMA，shapememoryalloy)是一种由一个三相逆变器借助检测电机转子位置的传感器来新型的功能性材料，最重要的特性就是形状记忆效应，即可以根据自身温度的改变实现拉伸和收缩的形状变化]。这种拉伸／收缩的过程可重复多次，使其在简收稿日期：2012一

8、l1—08单结构、小尺寸、低成本的应用中有独特的优势，在小基金项目：国家自然科学基金资助项目(61105131)；深圳市科型化的机械结构研究中是一个很有潜力的方向J。技研发资金基础研究计划项目(JC201105190922A)本文介绍一个微型化无线控制平台，包括PC端作者简介：吕高利(1987一)，男，