下面介绍本往复轨系统的行车控制原理，由于本系统只适用于模拟车运行，所以基本原理还是路轨通以模拟电源而使机车运行的思路。但在本往复轨系统中允许同时放置四辆机车，而当一辆机车在运行时，其它机车要保持静止不动，那如何来实现这样的功能呢？请看下图：
图中把整个往复轨系统一共分成了七个（1，2，3，4，A，B，X）路轨分段，从图中可以看到，这七段路轨是相互分离的，其中的 X 段是始终通有经过调制的路轨电源的，而其它六个分段则是根据运行需要，由中央控制器来控制给某段路轨加载或关闭其经过调制的路轨电源。举例来说，一开始我们将四辆机车分别放在 1，2，3，4 这四段路轨上，往复轨开始运行后，中央控制器会随机的开通一个“进路”。比如它决定开通的是由 1 号路轨上的机车运行到 A 号路轨的进路。这样，中央控制器就会对 1 号路轨和 A 号路轨加载经过调制的路轨电源，路轨电源一旦加载，机车就会从 1 号路轨向 A 号路轨运行了。由于此时其它路轨上没有加载路轨电源，所以停在那里的机车就不会运行。当机车运行到 A 路轨段后，中央控制器就会撤销加载在 1 号路轨和 A 号路轨上的电源，然后开始随机抽取下一个进路的安排。当然，中央控制器在加载既定的路轨电源前，会根据进路的需要，预先开通有关的道岔和信号机，也会根据进路的方向，预先调整加载在路轨上的电源极性。
下面要介绍的是最重要的部分，就是如何将+18伏直流电源调制成运行机车所需的路轨电源。作为模拟车，要使机车作出启动，加速，减速，停止等动作，我们只要将加载在路轨上的电源对其进行电压调整就可以了。调整电压的方法通常有两种，一种是通过手动控制电位器的硬件方法进行调整，硬件调整的方法所带来的不利因素这里就不多谈了。另一种就是通过软件或数字的方法对电压进行调整，最常用的方法就是“脉宽电压调制法”简称 PWM。由于 PWM 是通过数字的方法进行的，所以它特别适合于程序控制，通过 PWM 所调制的电压可以做到非常的细腻， 这对控制玩具模型是再好不过的了。关于 PWM 本身的原理这里就不再熬述了。
上面的电路图中，由中央控制器中的微控制芯片在程序的控制之下，可以由 PWM 输出端输出所需的，不同脉宽比的 PWM，该 PWM 信号经过光电耦合器的隔离而传送到 R4，R5，C1 所组成的滤波网络中，通过滤波的 PWM 直接控制 MOS管的输入级 G，由 MOS 管输出极 S 所输出的就是经过调制过的路轨电源了。
需要说明的是：在一些应用场合，由芯片或信号发生器输出的 PWM 信号不经过滤波就直接驱动 MOS 管，这样加载在负载上的就是一个脉冲电源，这对感性负载（电机等）不是一个好的选项。尤其当脉冲频率和负载的固有振动频率接近时就会产生共振现象，有时我们用某些市售的 PWM 的电源控制电机时所产生的高频噪音就是这个原因。滤波元件的参数选择也是很重要的，它要结合 PWM 频率， MOS 管的参数，负载的功率大小进行调整，大了不行，小了也不行，这最好在实际操控中进行调试，所以图中对这三个元件并没标出参数，请见谅。这里的 C1 电容最好选择质量好的钽电容。
由 MOS 管出来的经过调制的电源还不能直接就加载到路轨上。因为中央控制器要根据选择的进路方案进行路轨电源的极性处理，比如由 1 号到 A 号的运行和 A 号到 1 号的运行，其加载在路轨上的电源极性正好相反。由微控制器芯片“运行方向输出”的控制信号经过光电耦合器的隔离而控制了一个 2× 2 开关结构的继电器。该继电器能将电源极性进行转换，其原理请看下图：
该继电器有六个接线端子，内部的开关簧片（图中两条蓝色的线条）在继电器接通工作电源时处在 A 的状态，在断开工作电源时处在 B 的状态。我们用外部导线（灰色）将继电器的外部四个端子十字交叉相连，这样，当继电器处在 A，B 两种不同状态时，这时输入端的电源极性并没有改变，但输出端的极性正好相反。
发表于 2014-9-23 11:10:57
楼主
太强悍了
