2020-09-14 无刷直流电机及其控制策略（学习笔记） 传统无刷直流电机安装的霍尔传感器增加了电机的体积和成本、可靠性低、抗干扰能力弱。...因此提出了无刷直流电机无位置传感器控制策略，解决了传递霍尔传感器的弊端。 1.无刷直流电机 无刷直流电机是指具有串励直流电机起动特性和并励直流电机调速特性的梯形波/方波直流电机。...无刷直流电机为实现无机械接触式换相，取消了电刷。并将电枢绕组和永磁磁钢分别放在定子和转子侧。...无刷直流电机转矩波动抑制根据产生机理，无刷直流电机转矩波动主要分为齿槽转矩波动和换相转矩波动。...1）反电动势法：该方法将检测获得的反电动势过零点信号延迟30°电角度，得到6个离散的转子位置信号，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，实现无刷直流电机的无位置传感器控制。
无刷直流电机在克服了有刷直流电机机械换相缺点的同时，又具有结构简单、运行可靠以及调速性能好等优点，在很多领域中得到了广泛的应用。...本次课题阐述了无刷直流电机的基本结构、运行原理和数学模型，并以无刷直流电机为被控对象，根据电机的特点和控制要求确定了三闭环控制策略，分别是位置、转速及电流环控制三者之间实行串级连接。...采用模糊PID控制理论，搭建无刷直流电机和控制器的仿真模型来验证电机控制策略的可行性，使要能使伺服控制器的具体性能满足:无静差，响应快，超调量小的设计要求。...主要做了两个方面的工作： 本文在第二三章详细分析无刷直流电机结构、工作原理，驱动方法以及数学模型的基础上，确定采用三相桥式全控驱动，并基于Simulink平台建立了其控制系统的仿真模型，设计了位置环的模糊...总体来说，本文将模糊PID与三闭环控制策略运用到无刷直流电机控制系统中，提高了其动态及静态性能。
无刷直流电机及其驱动器设计 将这段放在开始，这篇文章并不算作原创，因为从一开始做这个东西包括过程中都是参考了很多其他的专业论文和已经存在的产品。...无刷直流电机和它媳妇儿，还真是天造地设的一对。 接下来有请第一位嘉宾，无刷直流电机。什么是无刷直流电机？呐，就是它！ 下面，我要脱掉它华丽的外衣，看看它有趣的灵魂。...无刷直流电动机的名字来源于有刷直流电动机。两者的结构区别在于有刷直流电动机通过电刷进行换相，而无刷直流电动机通过电子换相器进行换相。 图1中三根线就是图2中的ABC三根线。...接下来就是无刷直流电机的媳妇儿——无刷直流电机驱动器独家专场。他们两个，一个给力，一个持久，可以说是走得又快又远。 下面看看她的大体架构。 先来道开胃菜，稳压以及电压检测。
下面视频为无刷直流电机的拆解图 视频内容 无刷直流电机的本质上是由电子逆变器驱动的有位置传感器反馈控制的交流同步电动机。...无刷直流电动机具有有刷直流电机相似的机械特性和线性转矩-电流特性，因此称之为无刷直流电动机或者电子换向电动机。...无刷直流电机的基本框图如下所示： image.png 需要注意的是，根据上述所述的无刷直流电机的运行特征可以看出，无刷直流电机是一款典型的机电产品，其不单单是一款机械制品，无刷直流电机与配套的控制器应该是一个有机的整体...2 无刷直流电机与其他电机的对比分析 无刷直流电机的关键特征包括以下几点： （1）无刷直流电机具有与直流有刷电机类似的优秀的运行特性，可控性强，调速范围宽； （2）无刷直流电机本质上是交流电机，由于没有电刷和换向器的火花...，磨损问题，因而可靠性高； （3）无刷直流电机需要转子位置传感器和电子多相逆变驱动器； （4）无刷直流电机具有电子控制部分，因而系统的总成本比有刷直流电机高； 以下给出永磁无刷直流电机与永磁有刷直流电动机和交流感应电动机的比较
那么我们首先给出无刷直流电机的数学模型。...1、无刷直流电机数学模型 然后给出无刷直流电机的动态数学模型 看到上述这张图，不知聪明的你有没有发觉，图中采用机械方式即“霍尔传感器”检测转子的位置，并非无感（检测第三相感生电动势）的方式。...无刷直流电机的转速控制系统如下图，图中有速度环和电流环。
这段时间刚开始接触Matlab中的Simulink仿真，我就结合自己的专业，利用Simulink进行了无刷直流电机的仿真，因为Simulink工具箱里面有很多可用的模块，所以建模过程变得非常简单。...在Matlab界面中new->model之后，找到Simulink Library Browser，这里面有系统自带的很多模块，接下来我们就需要找到自己所需要的模块了，了解无刷直流电机的工作原理以后，接下来就是找到直流电源...、三相逆变桥、无刷直流电机模型。
我本来今天想来一发源码分析的，但是我手头没有鼠标，我一想截图那么多就算了，我发一个电机驱动的代码就行。
无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷电机存在的一系列问题，广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器...无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。...目前，主流的无刷直流电机的控制方式有3种：FOC（又称为矢量变频、磁场矢量定向控制）、方波控制（也称为梯形波控制、120°控制、6步换向控制）和正弦波控制。那么这3种控制方式都各有什么优缺点呢？...方波控制 方波控制使用霍尔传感器或者无感估算算法获得电机转子的位置，然后根据转子的位置在360°的电气周期内，进行6次换向（每60°换向一次）。
一、STM32F103驱动无刷直流电机基本思路 无刷电机控制是基于6步换相法如下图所示： 二、STM32F103驱动无刷直流电机方法介绍 通常我们用的方法是使用高级定时器3通道互补输出去驱动...TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 100; TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable; //如打开，开机无输出且状态紊乱
电机主要分为动力电机和控制电机，然而每一种电机又包含多种型号，外行极其容易弄混，现进行归纳，具体如下图所示： ps：电机的种类 目前小型无人机所用的都是无刷直流电动机，该电机取消了碳刷、滑环结构，具有启动转矩大...本部分以无刷直流电机为例，构建无刷直流电机的数学模型，探究电机转速调节的方式，具体如下所示： 无刷直流电机的基本结构 无刷直流电机的等效电路为： 电机三相电压平衡方程为： 其中：uA,uB,uC—...—电机三相端电压（V）;iA，iB，iC ——绕组电流（A）；eAeBeC ——反电动势（V）；R ——线圈电阻（Ω）；L ——线圈自感（H）；M——线圈互感（H） 无刷直流电机传递函数框图，其中：La...电磁转矩系数（N·m/A）；Ke——电机反电动势系数（V/rpm）；Bv——电机粘滞摩擦系数（N·m·s）；Te——电磁转矩（N·m）；TL——电机轴上负载转矩（N·m）；J ——转子转动惯量（kg·m2） 无刷直流电机的传递函数如下所示...，可知电压高低、外负载大小以及电机结构参数等都对电机的转速特性具有影响，因此，实际工业中通常是通过改变平均外加电压U 的方法，对无刷直流电机的转速进行调节，在电机的额定电压范围内，施加的平均电压越大，则电机转速越快
上海:上海交通大学出版社, 2013. 1组成结构 无刷直流电动机利用电子开关线路和位置传感器来代替有刷直流电机电刷和换向器，使其同时具有直流电动机和交流电动机的优良特性。...无刷直流电动机的电机本体大多采用三相对称绕组，同时功率逆变器又有桥式和非桥式两种，因此无刷直流电机的主开关电路有星形连接三相半桥式、星形连接三相桥式、三角形连接三相桥式三种。...无刷直流电机很少使用编码器作为位置传感器，这是因为其成本较高、体积较大，且所配电路复杂。...2无刷直流电机的工作原理 略，我目前不关心这个。...更新记录 9.25 将标题从“无刷直流电机 组成结构及其控制原理”修改为“无刷直流电机驱动系统：组成结构及其控制原理” 调整了全文结构，并增补了一些内容。
图中是田宫曾经的顶级有刷电调 [attach]2702975[/attach] 无刷电调，和有刷一样道理，无刷电机需要工作，就必然需要一个无刷电调。...但是部分无刷电调可以通过改写内置程序，让输出的3根线桥搭成2根，用以驱动有刷电机。好盈科技之前就曾经推出过此类产品，不过早已停产因为无刷已经成为主流。...例如一个8.5T的无刷，大约就是17~21T之间的有刷接近；再例如一个21.5T的无刷，跟一个43~55T之间的有刷接近。...这些都是规格的代名词，380约等于无刷的2838，540约等于无刷的3650，550约等于3656，775约等于4268 到了无刷时代，或者是无核心有刷电机时代，就已经开始使用尺寸表示法来直观地表示电机尺寸...比赛玩家，多数选择有感无刷，普通暴力型玩家需要兼顾防水防尘则选用无感无刷。
电机根据其驱动原理可以分为直流电机、步进电机、交流电机等类型。在一般的控制应用中可以认为：步进电机的精度较高，直流电机的转速快且交流电机的负载大。...就机器人系统而言，大部分日常见到的机器人系统均是直流电机，直流电机可以分为： 直流有刷电机-直流有刷减速电机-直流无刷电机-直流无刷减速电机 其具体的分类方法较多，包含给予工作电源的划分，给予结构和工作原理的划分...如变频空调，机器人等 本节主要讲解直流有刷电机结构-驱动与控制。 2 直流有刷电机结构 直流有刷电机需要输入直流电源，通过碳刷和转自换向结构保持转子线圈产生的磁场和机壳永磁体运转。...视频内容 image.png 3 直流减速电机 直流减速电机包含了直流电机和减速器。...image.png image.png 5 直流有刷电机控制仿真 在Matlab/Simulink中有关于直流电机的仿真控制模型。
几乎对于所有小型到中型等大小的机器人驱动器来说，驱动电机的选择通常有刷直流电机、无刷直流电机(BLDC)和步进电机。（然而，某些情形下液压与气压机才是最好的选择。）...由于这些问题的存在，大多数情况下，有刷直流电机成为机器人设计中最不具有吸引力的选择。...无刷直流电机出现于19世纪60年代，它得益于两方面的发展：一是出现了坚固、体积小、低成本的永磁铁；二是出现了体积小效率高的电子开关（通常为MOSFET）来切换流向绕组的电流。...此外，步进电机对于能源效率的要求也低于无刷直流电机。除了这里列出的电机以外，还有许多其它类型可供选择。电机系列很多而且也很复杂，有很多的分支。...例如，永磁铁同步电机(PMSM)是无刷直流电机（相对于转子）和交流感应电机（相对于定子结构）的结合体。
1 电机类型划分 1.1 直流电机 直流电机可以划分为直流有刷电机，直流有刷减速电机，直流无刷电机，直流无刷减速电机。...从字面可以理解，直流电机和直流减速电机的区别是直流减速电机的输出轴端安装有电机的减速器，减速器会使得电机的速度明显下降，但是电机的输出力矩会明显增大。...image.png 直流电机调速范围宽，调速特性平滑。且直流电机的过载能力强，启动和制动转矩大。 1.2 步进电机 步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。...其一般是由小型直流电机+控制电路板+电位计+齿轮组合而成。舵机有多种划分方式。...按照转动角度极限划分，舵机可分为：90度舵机、180度舵机、270度舵机和360度舵机； 按照信号类型可以划分为：模拟舵机和数字舵机；其中模拟舵机中无微控制器，电机由模拟信号控制；而数字舵机是由MCU微控制器控制
其中，使用直流电源驱动的电机称为直流电机，直流电机又可细分为直流有刷电机和直流无刷电机(BLDC)。 电刷，是区分“有刷”与“无刷”电机的关键，它是与换向器组合使用的电机组件，常见材质为金属和碳。...带有换向器和电刷的电机称为有刷电机，使用电子电路实现换向功能的电机称为无刷电机。 直流有刷电机 直流有刷电机以线圈作为转子，电机要实现特定方向上的持续旋转，需要在转子旋转一定角度时使电流换向的机制。...有刷电机的换向器和电刷一起构成了这一转换机制。轴在换向器和电刷接触的状态下长时间旋转，会产生电磁干扰和噪音问题，同时导致换向器与电刷磨损老化，需要定期维护替换。...历经十几年高速发展，电机事业部已拥有深圳、越南两大生产基地，具备直流无刷内转子&外转子电机、空心杯有刷&无刷电机、开关磁阻电机等主流产品，并涵盖近百个产品平台，可满足客户的多样化需求。
图中是田宫曾经的顶级有刷电调 无刷电调 ，和有刷一样道理，无刷电机需要工作，就必然需要一个无刷电调。 无刷电调输入端一样是2根线，正负极电源。但是无刷输出则需要3根线。...但是部分无刷电调可以通过改写内置程序，让输出的3根线桥搭成2根，用以驱动有刷电机。好盈科技之前就曾经推出过此类产品，不过早已停产因为无刷已经成为主流。...例如一个8.5T的无刷，大约就是17~21T之间的有刷接近；再例如一个21.5T的无刷，跟一个43~55T之间的有刷接近。...这些都是规格的代名词，380约等于无刷的2838，540约等于无刷的3650，550约等于3656，775约等于4268 到了无刷时代，或者是无核心有刷电机时代，就已经开始使用尺寸表示法来直观地表示电机尺寸...比赛玩家，多数选择有感无刷，普通暴力型玩家需要兼顾防水防尘则选用无感无刷。
，起动扭矩大 2.3、直流有刷电机运行平稳，起、制动效果好 2.4、直流有刷电机控制精度高 2.5、直流有刷电机使用成本低，维修方便 2.6、无电刷、低干扰 2.7、噪音低，运转顺畅 2.8、...寿命长，低维护成本 3、有刷电机与无刷电机调速方式的区别 ---- 无刷电机：无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。...中小容量的无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。...无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。...由于直流有刷电机机构简单，生产加工容易，维修方便，容易控制；直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，所以一经问世就得到了广泛应用。
电压模式 - voltage 基于电压的力矩控制是最基本的力矩控制模式，它为你提供了一个抽象的无刷直流电机，以便你可以控制它作为直流电机。...这种力矩控制方法无论其是否具有电流感应，都能够在任何无刷直流电机驱动板上工作。...如果给出电机的相电阻的话，那直接给电流也是可以的： 闭环的模型变成了这样的 我们来看第二个，基于电流的控制 直流电流力矩控制算法读取无刷直流电机的相电流(通常是ia 和 ib)。...我们来看看FOC FOC电流力矩控制算法读取无刷直流电机(通常为ia 和 ib)的相电流。此外，该算法从位置传感器读取角度 a 。...电机产生的力矩与q分量的电流 iq成比例，这原理使这种力矩控制模式成为无刷直流电动真正的力矩控制。 简单来说，voltage control mode是最简单的接近电机力矩控制的方法。
直流电机（direct current machine） 能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。...根据是否是否配置有常用的电刷-换向器可以将直流电动机分为两类，包括有刷直流电动机和无刷直流电动机。...无刷直流电机是近几年来随着微处理器技术的发展和高开关频率、低功耗新型电力电子器件的应用，以及控制方法的优化和低成本、高磁能级的永磁材料的出现而发展起来的一种新型直流电动机。...无刷直流电机既保持了传统直流电机良好的调速性能又具有无滑动接触和换向火花、可靠性高、使用寿命长及噪声低等优点，因而在航空航天、数控机床、机器人、电动汽车、计算机外围设备和家用电器等方面都获得了广泛应用。...当然，下文中仍旧要使用有刷电机，毕竟成本低廉。下文中所述的直流电机均指有刷直流电动机。
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