技術交流

小電機大(da)作用，如何精确控(kong)制電機？這個愚人(ren)節不愚✔️人！電機作(zuò)💘爲各種電器和機(ji)械的動力源，幾乎(hu)每位工程師都會(huì)有所👄接觸，今天我(wǒ)們就一起聊聊電(diàn)機運控控制算法(fa)。

一、DSP與TI

爲什麽提到(dao)電機控制很多人(rén)首先會聯想到DSP？而(er)談到DSP控❤️制總繞不(bu)過TI，首先DSP芯片是一(yī)種具有特殊結構(gou)的微處理器。該芯(xīn)片的内部采用程(cheng)序和數據分開的(de)哈佛結構，具有專(zhuan)門的硬件乘法器(qì)，提供特殊的指令(ling)，可以🛀用來快速地(dì)實現各種數字信(xin)号處理算💞法。

基于(yú)DSP芯片構成的控制(zhì)系統事實上是一(yī)個單片系🏒統，因此(cǐ)整♈個控制所需的(de)各種功能都可由(you)DSP芯片來實現。因此(ci)，可以減小目标系(xi)統的體積，減少外(wai)部元件的個數，增(zeng)加🍉系統的可靠性(xing)。優點是穩定性好(hǎo)、精度高、處理速度(du)快，目前在變頻器(qi)、伺服行👌業有大量(liang)⛷️使用。主流的DSP廠家(jia)有美國德州儀器(qi)（Texas Instruments，TI）、ADI、motorola、傑爾等其他廠👨‍❤️‍👨商(shāng)，其中TI的TMS320系🈚列以數(shu)字控制和運動控(kòng)制爲主，以價格低(di)廉、簡單易用、功能(néng)強大很受歡迎。

二(èr)、常見的電機控制(zhi)算法及研究方法(fa)

1、電機控制按工作(zuò)電源種類劃分：可(kě)分爲直流電機✌️和(hé)交流電機。按結構(gòu)和工作原理可劃(hua)分：可分爲直流電(diàn)動機、異步電動✍️機(ji)、同步電動機。不同(tong)的電機所采用的(de)驅動方式也是不(bú)相同的，這次🏃‍♀️主要(yào)介紹伺服電機，伺(sì)服主要靠脈沖來(lái)定位，伺服電👈機接(jie)收到🚶‍♀️1個脈沖，就會(huì)旋轉1個脈沖對應(ying)的角度，從而實現(xian)位💋移，因此，伺服電(diàn)機本身具備發出(chū)脈沖的功能，所以(yi)伺服電機每旋轉(zhuan)一個角度，都會發(fā)出對應數量的⛹🏻‍♀️脈(mò)沖，同時又與伺服(fú)電機接受的脈沖(chong)形成了呼應，或者(zhě)叫閉環，進而很精(jīng)确的控制電機的(de)轉動👣，從而實現精(jing)确的定位，可以達(dá)到0.001mm。

伺服電機相比(bi)較普通電機優勢(shì)在于控制精度、低(di)頻扭矩，過載能力(li)，響應速度等方面(mian)，所以被廣泛使用(yòng)于㊙️機器人，數控機(jī)床，注塑，紡織等行(hang)業，如下圖所示。

 

2、傳(chuán)統控制平台隻關(guan)注電機特性，新的(de)運動控制平台由(you)電🌈機及加載系統(tǒng)、電機驅動程序調(diao)試系統、數據采集(ji)和電源系統☂️組成(chéng)。從電機到驅動構(gou)建出完整的硬件(jian)軟件實驗環境，提(tí)供全開放式的軟(ruan)硬件接口，具有豐(feng)富的可擴展性教(jiao)學體驗，全面可靠(kào)的保護措施，可做(zuo)電機識别，堵轉，電(diàn)機效率測試，電機(ji)參數測定，電🐇機⁉️T-N曲(qǔ)線測試，電機運動(dòng)控制及編碼器矢(shi)量轉矩，無感矢量(liàng)速度分析等測🈲試(shi)，系統如下圖👌所示(shi)。

 

三、PWM控制及測試結(jié)果

脈沖寬度調制(zhì)是利用微處理器(qi)的數字輸出來對(duì)模拟電路進行控(kong)制的一種非常有(yǒu)效的技術，廣泛應(ying)用在從測量、通信(xin)到功率控制與變(biàn)換的許多領域中(zhong)，脈沖寬度調制是(shì)一種模拟控制方(fāng)式，其根據相應載(zǎi)荷的變化來💰調制(zhi)晶體管基極或MOS管(guǎn)栅極的⭐偏置，來實(shí)現晶體管或MOS管導(dǎo)通時間的改變，從(cong)而實現開關穩壓(yā)電源輸出的改變(biàn)，MES-100測試波形如下圖(tú)所示。