电机控制总结

电机分类

传统的电机分为同步电机（SM）、异步电机（IM）、直流电动机（DCM）三大类；
BLDCM与DCM结构是相反的。即电枢绕组在定子上，励磁在转子上为永磁体；用电子焕相取代机械换相。换相需要知道转子位置信息。

• PMSM 永磁同步电机（正弦波驱动）
• BLDC 直流无刷电机（方波驱动）

永磁同步和直流无刷的区别

• 一般无刷直流电机设计的时候,气隙磁场是方波的(梯形波)而且平顶的部分越平越好,因此在极对数选择上一般选取整数槽集中绕组例如4极12槽,并且磁钢一般是同心的扇形环,径向冲磁. 并且一般装Hall传感器来检测位置和速度,驱动方式一般是六步方波驱动,用于位置要求不是很高的场合;

• 而永磁同步是正弦波气隙, 越正弦越好,因此极对数上选择分数槽绕组,如4极15槽,10极12槽等,磁钢一般是面包形,平行充磁, 传感器一般配置增量型编码器,旋转变压器,绝对编码器等.驱动i方式一般采用正弦波驱动,如FOC算法等,用于伺服场合.

位置传感器

• 霍尔反馈对于电动机中的每个极对都有6种状态，当电机为两对极时cpr = 6*2 = 12;
• 巨磁编码器采用英飞凌 TLE5012B-E1000 磁编码器(ABI接口) + 6mm径向磁铁，TLE5012编码器手册中给出的 (4096 steps per full rotation)，我们只需要将 4096 * 4 就是我们这里需要的每圈计数值

极对数

• 使用磁铁或铁块测量电机中的永磁体吸引次数，使用磁铁测量次数为极对数，使用铁块测量为极数。该方法实用性不强。

槽(N)和极(P)

无刷电机的槽极结构主要分为分数槽集中绕组和整数槽绕组，在模型领域可谓泾渭分明，外转子无刷电机几乎为分数槽绕组，内转子无刷电机几乎为整数槽绕组;

• 分数槽的概念可以直接理解为
  槽数÷3（相数，模型都是3相电机）÷极数=分数（即不是整数） 即为分数槽电机

带宽

带宽”是您的系统的控制带宽。 发送一条运动控制指令，从设定值更改到系统到达新设定值的时间，所实现频率。

控制方法总结

• 注入采样可以实现控制中断有较好的同步性。
• 当采样电阻在下桥臂时应避开pwm的上升沿采样在pwm平滑段采样。
• 计算速度方向时一般以180°作为计算分界点，要求采样间隔大于电机最大速度下（霍尔/2变化距离）正如机器人掉电角度保存的处理策略；
• 使用读取霍尔电平状态的方法获得霍尔信号的脉冲序列时，建立对应的编码器换间隔表如电机正转时2，3，1，5，4，6(0,1,2,3,4,5)对应的HALL_deta_table[HALL_NUM]= {2,0,1,4,3,5};
• 生成中心对齐的PWM波形时定时器设置频率为期望频率的2倍。 如20K的中心对齐pwm波=40K = 168M/4200;
• 电机运行时的PWM波形频率一般高于人耳的听觉范围（20HZ~20kHz），避免高频电流噪声对人的影响。

计算优化

cortex M4F处理器具有硬件单精度浮点单元。 但是，双精度运算并没有被加速，因此应该避免。 以下正则表达式会清除双精度运算：

• find: ([-+]?[0-9]+.[0-9]+(?:[eE][-+]?[0-9]+)?)([^f0-9e])
• replace: \1f\2

文中部分参考野火、硬石及网络资源。

标签：总结,控制,编码器,分数,电机,无刷电机,采样,绕组
来源： https://www.cnblogs.com/my-trees/p/14971975.html