技術交(jiao)流

小電機(ji)大作用(yong)，如何精(jing)确控制(zhi)電機？這(zhe)個愚人(ren)節不愚(yu)🧜🏼‍♂️人👌！電機(ji)作😁爲各(ge)種電器(qi)和機械(xie)的動力(li)源，幾乎(hu)每位工(gong)程師💞都(dou)會有所(suo)接觸，今(jin)天我們(men)就一起(qi)聊聊電(dian)機運控(kong)控制算(suan)法。

一、DSP與(yu)TI

爲什麽(me)提到電(dian)機控制(zhi)很多人(ren)首先會(hui)聯想到(dao)DSP？而談🏃🏻‍♀️到(dao)DSP控制總(zong)繞👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽不過(guo)TI，首先DSP芯(xin)片是一(yi)種具有(you)特殊結(jie)構的微(wei)處理器(qi)。該芯片(pian)的内部(bu)采用程(cheng)序和數(shu)據分開(kai)的哈佛(fo)結構，具(ju)😁有專門(men)的硬件(jian)乘法器(qi)👌，提供特(te)殊的指(zhi)令，可以(yi)用來快(kuai)速👿地實(shi)現各種(zhong)數字信(xin)号處理(li)算法。

基(ji)于DSP芯片(pian)構成的(de)控制系(xi)統事實(shi)上是一(yi)個單片(pian)系統，因(yin)此整個(ge)🧜🏼‍♀️控制所(suo)需的各(ge)種功能(neng)都可由(you)DSP芯片來(lai)實現。因(yin)此，可以(yi)減小目(mu)标系統(tong)的體積(ji)，減少外(wai)部元👽件(jian)的個數(shu)，增加系(xi)統的可(ke)靠性。優(you)點是穩(wen)定性好(hao)、精度高(gao)、處理速(su)度快，目(mu)前在變(bian)頻器、伺(si)服行💕業(ye)有大量(liang)😸使用。主(zhu)流的DSP廠(chang)家有美(mei)國德州(zhou)儀器（Texas Instruments，TI）、ADI、motorola、傑(jie)爾等其(qi)他廠💁🏼‍♀️商(shang)，其中TI的(de)TMS320系🤑列👩🏼‍❤️‍👨🏾以(yi)數字控(kong)制和運(yun)動控制(zhi)爲主💫，以(yi)價格低(di)廉、簡^單(dan)易用、功(gong)能強大(da)很受歡(huan)迎。

二、常(chang)見的電(dian)機控制(zhi)算法及(ji)研究方(fang)法

1、電機(ji)控制按(an)工作電(dian)源種類(lei)劃分：可(ke)分爲直(zhi)流電機(ji)和ˇ交流(liu)電機🔞。按(an)結構和(he)工作原(yuan)理可劃(hua)分：可分(fen)爲直👺流(liu)電動機(ji)😌、異步電(dian)動機、同(tong)步電動(dong)機。不同(tong)的電機(ji)所采用(yong)的驅動(dong)方式也(ye)是🙆🏿不相(xiang)同的，這(zhe)次😁主要(yao)介紹伺(si)服電機(ji)，伺服主(zhu)要靠脈(mo)沖來定(ding)位，伺服(fu)電👱🏼‍♂️機接(jie)收到👿1個(ge)脈沖，就(jiu)會旋轉(zhuan)1個脈沖(chong)對應的(de)角度，從(cong)而實現(xian)位👽移，因(yin)此，伺服(fu)電機本(ben)身具備(bei)發出脈(mo)沖的功(gong)能，所以(yi)伺服電(dian)機每旋(xuan)轉一個(ge)角度，都(dou)會發出(chu)對應數(shu)量的脈(mo)沖，同時(shi)又與伺(si)服電機(ji)接受的(de)脈沖👧🏾形(xing)成了呼(hu)應，或者(zhe)叫閉環(huan)，進而很(hen)精确的(de)控制電(dian)機的轉(zhuan)動~，從而(er)實現精(jing)确的定(ding)位，可以(yi)達到0.001mm。

伺(si)服電機(ji)相比較(jiao)普通電(dian)機優勢(shi)在于控(kong)制精度(du)、低頻扭(niu)矩，過載(zai)⛹🏻‍♀️能力，響(xiang)應速度(du)等方面(mian)，所以被(bei)廣泛使(shi)😍用于機(ji)器人，數(shu)控機床(chuang)，注✋塑，紡(fang)織等行(hang)業，如下(xia)圖所示(shi)。

 

2、傳統控(kong)制平台(tai)隻關注(zhu)電機特(te)性，新的(de)運動控(kong)制平台(tai)由電機(ji)及加載(zai)系統、電(dian)機驅動(dong)程序調(diao)試系統(tong)、數據采(cai)集和電(dian)源👧🏾系統(tong)🧑🏾‍🎄組成。從(cong)電機到(dao)驅動構(gou)建出完(wan)整的硬(ying)件軟件(jian)✡️實驗環(huan)境，提供(gong)全開放(fang)式的軟(ruan)硬件接(jie)口，具有(you)豐富的(de)可👽擴展(zhan)性教學(xue)體驗，全(quan)面可靠(kao)的保護(hu)措施，可(ke)💕做電機(ji)識别，堵(du)轉，電機(ji)效率測(ce)試，電機(ji)參數測(ce)定，電機(ji)T-N曲線測(ce)試，電機(ji)運動控(kong)制及編(bian)碼器💌矢(shi)量轉矩(ju)，無感矢(shi)量速度(du)分析等(deng)測試，系(xi)統如下(xia)圖所示(shi)。

 

三、PWM控制(zhi)及測試(shi)結果

脈(mo)沖寬度(du)調制是(shi)利用微(wei)處理器(qi)的數字(zi)輸出來(lai)對模拟(ni)電路進(jin)行控制(zhi)的一種(zhong)非常有(you)效的技(ji)術，廣泛(fan)🏃🏻‍♀️應用在(zai)從測量(liang)、通信到(dao)功率控(kong)制與變(bian)換的許(xu)多領域(yu)中，脈沖(chong)寬度調(diao)制是一(yi)種模拟(ni)控制方(fang)式，其根(gen)據相應(ying)載荷的(de)變化來(lai)😺調制晶(jing)體~管基(ji)極或MOS管(guan)栅極的(de)偏置，來(lai)實現晶(jing)體管或(huo)MOS管導通(tong)時間的(de)改變，從(cong)而實現(xian)開關穩(wen)壓🏃🏿‍♀️‍➡️電🙈源(yuan)輸出的(de)改變，MES-100測(ce)試波形(xing)如下圖(tu)所😥示。