技(jì)術交流

小(xiao)電機大作(zuo)用，如何精(jīng)确控制電(diàn)機？這個愚(yu)人節不愚(yú)人！電機作(zuò)爲各種電(dian)器和機械(xie)的動力源(yuan)，幾乎每📧位(wèi)工程師都(dōu)會有所接(jiē)觸🍓，今天我(wo)們就一起(qi)聊聊電機(jī)運控控制(zhì)算法。

一、DSP與(yu)TI

爲什麽提(ti)到電機控(kong)制很多人(ren)首先會聯(lián)想到DSP？而談(tán)到DSP控制總(zǒng)繞不過TI，首(shǒu)先DSP芯片是(shì)一種具有(yǒu)特殊結構(gou)的微處理(li)器。該芯片(pian)的内部采(cǎi)用程序和(he)數據分開(kāi)的哈佛結(jie)構，具有專(zhuān)門的硬件(jiàn)乘法器，提(tí)供特殊的(de)指令，可以(yi)用來快速(sù)地實現各(ge)種數字信(xìn)♻️号處理算(suan)法。

基于DSP芯(xīn)片構成的(de)控制系統(tong)事實上是(shì)一個單片(pian)系統，因🤞此(cǐ)整個控制(zhi)所需的各(gè)種功能都(dou)可由DSP芯片(pian)來實現。因(yīn)此，可以減(jian)小目标系(xì)統的體積(jī)，減少外部(bu)元件的個(gè)數，增加💁系(xì)統的可靠(kào)性。優點是(shi)穩定性好(hao)、精度高、處(chù)理速度快(kuài)，目前在變(biàn)頻器、伺服(fu)行業有大(da)量🈲使用。主(zhǔ)流的DSP廠家(jiā)有美國德(de)州儀器（Texas Instruments，TI）、ADI、motorola、傑(jie)爾等其他(tā)廠🈲商，其中(zhōng)TI的TMS320系列⁉️以(yǐ)數字控制(zhi)和運動控(kong)制爲主㊙️，以(yǐ)價格低廉(lián)、簡單易用(yong)、功能強大(dà)很受歡🌐迎(ying)。

二、常見的(de)電機控制(zhì)算法及研(yan)究方法

1、電(dian)機控制按(àn)工作電源(yuán)種類劃分(fen)：可分爲直(zhi)流電機和(he)交流電機(jī)❓。按結構和(hé)工作原理(li)可劃分：可(ke)分爲直🔞流(liú)電動機、異(yì)步電動機(jī)、同步電動(dòng)機。不同的(de)電機所采(cǎi)用的驅動(dong)方式也是(shì)不相同的(de)，這次主要(yao)介紹伺服(fú)電機，伺💃🏻服(fú)主要靠💜脈(mo)沖來定位(wei)，伺服電機(ji)接收到1個(gè)脈沖，就會(hui)旋轉1個脈(mò)沖對應的(de)角度，從而(er)實現位移(yí)，因此，伺服(fu)電機本身(shen)具備發出(chu)脈沖的功(gong)能，所以伺(si)服電機每(mei)旋轉一個(gè)角💚度，都會(hui)發出對應(yīng)數量的🚶‍♀️脈(mò)沖，同時又(yòu)與伺服電(dian)機接受的(de)脈沖形📧成(cheng)了呼應，或(huò)者叫閉環(huan)，進而很精(jīng)确的控制(zhi)電機的轉(zhuan)動，從而實(shí)現精确的(de)定位㊙️，可以(yi)達到0.001mm。

伺服(fú)電機相比(bi)較普通電(dian)機優勢在(zai)于控制精(jīng)度、低頻扭(niu)矩，過載能(neng)力，響應速(sù)度等方面(miàn)，所以被廣(guang)泛使用于(yú)機器人，數(shu)控機床，注(zhu)塑，紡織等(deng)行業，如下(xia)圖所示。

 

2、傳(chuán)統控制平(píng)台隻關注(zhù)電機特性(xing)，新的運動(dòng)控制平台(tái)由😍電🍉機㊙️及(ji)加載系統(tǒng)、電機驅動(dong)程序調試(shi)系統、數據(jù)采集和電(diàn)源系統🈚組(zu)成。從電機(jī)到驅動構(gou)建出完整(zheng)的硬件軟(ruǎn)件🏃實驗環(huan)🏃🏻‍♂️境，提供全(quán)開放式的(de)軟硬件接(jiē)口，具有📧豐(feng)富的可🤩擴(kuo)展性教學(xue)體驗，全面(miàn)可靠的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻保(bao)護措施，可(kě)做電機識(shí)别，堵轉，電(dian)機效🔴率測(ce)試，電機參(can)數測定，電(diàn)機T-N曲線測(cè)試，電機運(yun)動控制及(jí)編碼器矢(shǐ)量轉矩，無(wú)感矢✏️量速(su)度分析等(děng)測試，系統(tǒng)如下圖所(suo)示。

 

三、PWM控制(zhì)及測試結(jie)果

脈沖寬(kuan)度調制是(shi)利用微處(chu)理器的數(shu)字輸出來(lai)對💛模拟電(dian)路進行控(kòng)制的一種(zhong)非常有效(xiào)的技術，廣(guang)泛❌應用在(zài)從測量、通(tong)信到功👉率(lü)控制與變(bian)換的許多(duō)領域中，脈(mò)沖寬度調(diào)制是一種(zhǒng)模🐕拟控制(zhi)方式，其根(gen)據相應載(zai)荷的變化(hua)來調制晶(jing)體管基極(ji)或MOS管栅極(jí)的偏置，來(lai)實現晶體(tǐ)管或MOS管導(dao)通時間的(de)改變，從而(ér)實♉現開關(guan)穩壓♍電🌍源(yuan)輸出的改(gǎi)變，MES-100測試波(bo)形如下圖(tú)所示。