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【算法研究】如何對電機進行控制?

更新時間:2020-12-16瀏覽:703次

電機作為各種電器和機械的動力源,無論在工業(yè)應(yīng)用還是個人項目上,幾乎每位工程師和電子愛好者都會接觸,可謂小電機大作用,今天我們就一起聊聊電機運動控制算法。

 

一、dsp與ti

為什么提到電機控制很多人首先會聯(lián)想到dsp?而談到dsp控制總繞不過ti,首先dsp芯片是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。該芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu),具有專門的硬件乘法器,提供特殊的指令,可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。基于dsp芯片構(gòu)成的控制系統(tǒng)事實上是一個單片系統(tǒng),因此整個控制所需的各種功能都可由dsp芯片來實現(xiàn)。因此,可以減小目標(biāo)系統(tǒng)的體積,減少外部元件的個數(shù),增加系統(tǒng)的可靠性。優(yōu)點是穩(wěn)定性好、精度高、處理速度快,目前在變頻器、伺服行業(yè)有大量使用。

二、常見的電機控制算法及研究方法

1、電機控制按工作電源種類劃分:可分為直流電機和交流電機。按結(jié)構(gòu)和工作原理可劃分:可分為直流電動機、異步電動機、同步電動機。不同的電機所采用的驅(qū)動方式也是不相同的,這次主要介紹伺服電機,伺服主要靠脈沖來定位,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度,從而實現(xiàn)位移,因此,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,同時又與伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),進而很控制電機的轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)定位,可以達到0.001mm。伺服電機相比較普通電機優(yōu)勢在于控制精度、低頻扭矩,過載能力,響應(yīng)速度等方面,所以被廣泛使用于機器人,數(shù)控機床,注塑,紡織等行業(yè).

 

2、傳統(tǒng)控制平臺只關(guān)注電機特性,新的運動控制平臺由電機及加載系統(tǒng)、電機驅(qū)動程序調(diào)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和電源系統(tǒng)組成。從電機到驅(qū)動構(gòu)建出完整的硬件軟件實驗環(huán)境,提供全開放式的軟硬件接口,具有豐富的可擴展性教學(xué)體驗,全面可靠的保護措施,可做電機識別,堵轉(zhuǎn),電機效率測試,電機參數(shù)測定,電機t-n曲線測試,電機運動控制及編碼器矢量轉(zhuǎn)矩,無感矢量速度分析等測試,系統(tǒng)如圖2。

  

三、pwm控制及測試結(jié)果

脈沖寬度調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù),廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中,脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式,其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管基極或mos管柵極的偏置,來實現(xiàn)晶體管或mos管導(dǎo)通時間的改變,從而實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變,mes-100測試波形.

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