电机控制器

本文的内容是要告诉大家什么是H桥以及它如何是工作的。 H桥电机驱动原理与应用 原著：吉姆布朗 1998年4月 整理上传：鲍勃乔丹 2002年9月 翻译：韦文潮 2007年12月 我们首先来看马达是如何转动的呢？举个例子：你手里拿着一节电池，用导线将马达和电池两端对接，马达就转动了；然后如果你把电池极性反过来会怎么样呢？没有错，马达也反着转了。 OK，这个是最基本的了。现在假设你想用一块指甲盖大小的微控制芯片(MCU)。你又如何控制马达的呢？首先，你手上有一个固态的状态开关——一个晶体管——来控制马达的开关。 提示：如果你用继电器连接这些电路的时候，要在继电器线圈两端并一个二极管。这是为了保护电路不被电感的反向电动势损坏。二极管的正极（箭头）要接地，负极要接在MCU连接继电器线圈的输出端上。 电路连接好后，你可以用一个逻辑输出的信号来控制马达了。高电平（逻辑1）让继电器导通，马达转动；低电平（逻辑0）让继电器断开，马达停止。 在电路相同的情况下，把马达的“极性”反过来接，我们可以控制马达的翻转和停止。 问题来了：如果我们要同时需要马达能够正转好反转，怎么办？难道每次都要把马达的连线反过来接？ 我们先来看另一个概念：马达速度。当我们在其中一种状态下，频繁的切换开关状态的时候，马达的转速就不再是匀速，而是变化的了，相应的扭矩也会改变。通常反应出来的是马达速度的变化。

ctime:2019-08-28 11:35:27 +0800|1566963327 标签（空格分隔）： 硬件 技术 无刷电机与永磁同步电机的区别： 反电动势不同，PMSM是正弦波反电动势，BLDC是梯形波反电动势 为了产生恒定电磁转矩，PMSM需要正弦波定子电流，BLDC需要矩形波电流 这就有个问题，既然产生恒定电磁转矩，无刷电机需要矩形波电流，那么为什么网上大家都追求使用SVPWM，千方百计弄出正弦波电流呢？ 后来在另一篇论文中看到： 由于设计和工艺的误差，提醒波反电动势存在小于120°的情况。对于小容量的BLDCM，常采用分数槽绕组，反电动势波形更接近正弦波。 所以，大家追求用SVPWM是有理可循的。对于我们平时使用的BLDC，可以使用PMSM的方式来控制。而PMSM原理又与异步感应电机十分相似，因此在矢量控制上，可以参考异步电机的控制方式。 SVPWM 为什么要使用SVPWM 为了产生正弦波电流 SPWM可以产生正弦波电压，但到了绕组电流上，未必是正弦波了，因此SPWM的电压利用率会比SVPWM低个15%左右 SVPWM的目标 使电机的磁链（或者说使磁通）为圆形 SVPWM具体实现 三相桥有8个状态，可以生成8个电压矢量，其中2个是零矢量 磁链的公式： Ψ = u Δ t \boldsymbol\Psi=\boldsymbol u\Delta t Ψ = u Δ t

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 直流电机的单向控制 直流电机的单向控制较为简单，可以通过开关的通断来接通和断开直流电源，实现电机的启动与停止控制，开关控制直流电机如图9-2所示。也可以通过三极管、场效应管、继电器等对直流电机的通断进行控制，采用三极管控制直流电机的电路如图9-3所示，图中的二极管为续流二极管，起到保护三极管的作用。 图9-2　开关控制直流电机电路图 图9-3　三极管控制直流电机电路图 提示 单片机控制直流电机的实际应用电路中，为了降低电机运行对单片机电源的影响，往往会采用光电耦合器件进行光电隔离。 【例9-1】 通过按键实现直流电机的停启控制 按键控制直流电机停启的电路如图9-4所示，通过P3.6口按键触发启动直流电机，P3.7口的按键触发停止直流电机的运行。由图9-4可知，当P1.0输出高电平“1”时，NPN型三极管导通，直流电机得电转动;当P1.0输出低电平“0”时，NPN型三极管截止，直流电机停止转动。 图9-4　按键控制直流电机停启电路图 C51程序如下： 直流电机的双向控制 直流电机的双向控制原理就是使加在直流电机两端的电源电压的极性可以实现切换。通常采用H桥电路进行控制。H桥控制的示意如图9-5所示，有1～4四个开关的不同状态实现电机的停止、正转、反转控制。 当四个开关均断开时，直流电机不得电，处于停止状态。

电机是重要的执行机构，可以将电转转化为机械能，从而驱动北控设备的转动或者移动，在我们的生活中应用非常广泛。例如，应用在电动工具、电动平衡车、电动园林工具、儿童玩具中。直流电机的实物图如下图所示。 1-直流电机实物图 对于普通的直流电机，在其两个电极上接上合适的直流电源后，电机就可以满速转动，电源反接后，电机就反向转动。但是在实际应用中，我们需要电机工作在不同的转速下，该如何操作呢？ 1 直流电机的调速原理 我们可以做这样的实验，以24V直流电机为例，在电机两端接上24V的直流电源，电机会以满速转动，如果将24V电压降至2/3即16V，那么电机就会以满速的2/3转速运转。由此可知，想要调节电机的转速，只需要控制电机两端的电压即可。 以三极管作为驱动器件驱动小功率的电机，其电路原理图如下图所示。电机作为负载接在三极管的集电极上，基极由单片机控制。 2-直流电机调速原理图 当单片机输出高电平时，三极管导通，使得电机得电，从而满速运行；当单片机输出低电平时，三极管截止，电机两端没有电压，电机停止转动。那如何使电机两端的电压发生变化，进而控制电机的转速呢？ 只要单片机输出占空比可调的方波，即PWM信号即可控制电机两端的电压发生变化，从而实现电机转速的控制。 2 PWM信号调速的原理 所谓PWM，就是脉冲宽度调制技术，其具有两个很重要的参数：频率和占空比。频率，就是周期的倒数；占空比

直流电机控制系统 第一部分 课程设计概述 1.1 课程设计的目的与任务 1.2 课程设计题目 1.3 设计功能要求 1.4 课程设计的内容与要求 1.5 实验仪器设备及器件 第二部分 设计方案工作原理 2.1 预期实现目标定位 2.2 技术方案分析 2.2.1系统框图 2.2.2电路工作原理 2.2.3控制算法原理 2.3 功能指标实现方法 2.3.1 实现方案分析 2.3.2 基本模块原理 第三部分 核心部件电路设计 3.1 关键器件性能分析 3.2 电路工作原理 3.3 电路驱动接口说明 第四部分 系统软件设计分析 4.1 系统总体工作流程 4.2 程序设计思路 4.3 关键模块程序清单 4.3.1编码器测速 4.3.2五向按键检测 4.3.3 OLED显示 4.3.4 PID控制 4.4 调试分析 4.4.1 总体说明 4.4.2 PID算法调节分析 第五部分 心得体会 第六部分 附录 Ⅰ 参考文献 Ⅱ 电路原理图 Ⅲ 核心源代码 本次应用系统课程设计主要涉及 基于STM32编程 、 直流电机的驱动 和 PID控制 的应用，根据课程设计要求完成了基于PID算法的简单直流电机调速练习，本系统目前还可以继续完善，有相当多的功能可以继续添加。另外，对于PID算法的调参问题一直是困扰做项目的人，后来我们采用Matlab&Simulink仿真的方式，大大缩短了参数整定的时间

DATA：2018/11/27： 问题： 1.PWM电机控制方式，在开关的瞬间会产生很大的电磁波干扰和对系统地上面引入很大的尖峰干扰信号。 2.使用MAX3485芯片的时候，这些干扰会使485总线挂掉。 解决方案： 软件：对测量机构的输入信号加入软件滤波，使用STM32定时器，输入捕获自带滤波器，能够解决测量问题。 硬件：对驱动板的地进行隔离，驱动板外壳加金属外壳屏蔽，外壳再加到地信号上，能彻底解决干扰问题。 2.对485总线A进行上拉，B进行下拉，上下拉的电阻大小3.3v 为1.1k 5V为2.2k,能够解决问题。 总结：以后对数据加上 CRC16校验，出现测量不对，不要再出现以为是传输过程中产生的干扰（之前用的和校验）。 来源： CSDN 作者： CheneyFc 链接： https://blog.csdn.net/qq_39746325/article/details/84824856

一、汽车电磁兼容的问题概述 为满足人们对汽车的安全、环保、节能以及舒适等性能日益增高的要求，装备电子、电器设备，应用电子技术是最有效的手段 。制动防抱死系统（ABS）、车身控制模块（BCM）、电子防盗系统（EATS）、电动助力转向（EPS）、电子燃油喷射 （EFI）、电子油门控制系统（E- GAS）、车载自动诊断系统（OBD）、电子点火系统（EIS）、电子制动力分配装置（EBD）、电子稳定程序（ESP）、驱动防滑控制系统(ASR)、轮胎气压监测系统（TPMS）、电子控制刹车辅助装置（EBA）、倒车雷达（PDC）、电子巡航控制系统（CCS）、卫星定位导航系统（GPS）、行驶记录仪 （TDR） 和车载移动数字电视（MDTV）等电子系统、装备正越来越多地应用到汽车上。 电子技术的应用，在提升汽车动力性、经济性、舒适性、安全性，降低污染物排放水平等方面效果显著，但也带来了新的问题，即对外界的电磁骚扰随之增大；同时，这些效果的获得，前提条件是确保车载电子、电器设备能够正常工作。而现实情况是，车载电子、电器件由于存在电磁兼容性问题，电磁骚扰水平往往超标，或受到电磁干扰后自身工作不正常，严重时甚至遭受损坏。 EMC试验 长期以来，人们对汽车的噪声、振动、排放等方面存在问题的认识广泛而深入，投入了大量的人力、物力和财力进行研究，取得了较好的成效。但是，随着汽车面临的电磁环境的复杂性加剧

交流接触器 交流接触器的选用原则 　　作为通断负载电源的设备，应满足被控制设备的要求，除额定工作电压与被控制设备的额定工作电压相同外，被控制设备的功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的重要依据。 图1-1 交流接触器 热继电器 热继电器的选用原则 　　主要用于保护电机，在电机发热烧坏前，热继电器必须动作。所以基本按照电机额定电流选择，热继电器最小电流 < 电机额定电流 < 热继电器最大电流，最好接近中间位置。 图1-2 热继电器 来源： https://www.cnblogs.com/iBoundary/p/11934195.html

我在IND4汽车人App可以帮助大家汽车电子相关技术问题，欢迎通过IND4汽车人App向我咨询. 在FOC算法（见前文 《永磁同步电机力矩控制（二）：FOC与DTC》 ）中，针对DQ两轴的PI算法计算出来得到DQ轴电压，经过反PARK变换后可得到α轴和β轴电压，但这些个电压都只是一个计算机里面的数值而已，如何转化成实实在在的加载到电机相线上的端电压，那么就需要用到由电力电子开关器件（MOSFET或IGBT）所组成的驱动桥来实现。 假设控制程序希望电机相线上有一个3V的电压，而电池的供电只有一个稳定的12V，怎样得到这个3V呢？这就是SPWM或SVPWM要干的事情。 PWM的理论依据：冲量等效原理 冲量相等而形状不同的窄脉冲施加在一个惯性环节上，其效果基本相同，如下如所示四种脉冲的电压施加到RL回路上，回路中的电流响应的傅里叶级数展开的低频部分基本相同，高频部分略有区别。 该原理成立的两个条件——窄脉冲和惯性环节缺一不可。“窄”这个概念是相对RL回路的时间常数而言的，如果惯性环节的时间常数是毫秒级，那么这个脉冲起码就要窄到数十个微秒这个数量级；如果惯性环节的时间常数是上百个毫秒，那么这个脉冲窄到几个毫秒也能接受。另外一个是必须有惯性环节存在，这个比较容易理解，如果被控对象是一个纯电阻，无论四种脉冲多么窄，输出电流响应不会基本相同。 这个理论是数学家们搞理论分析搞出来的

回顾一下上篇 《SVPWM基础篇》 里我们讲到的SVPWM的基本实现方法，有以下基本结论： (1) SVPWM方式下的电机线-线电压的正弦波峰值可以等于母线电压，母线电压利用率为1 (2) SVPWM的调制比（调制深度）可以达到1.15 调制比计算方法：电压矢量的长度与母线电压一半的比值，如下图 OM向量的长度为 但这个事情就这么完了吗？还真没完。 资本家在压榨工人的剩余价值方面所做的努力是不遗余力的，同样的道理，搞电控的人们在压榨逆变器的潜在能力方面所做的努力有是不遗余力的。 通过上面的图，我们显然可以看到，逆变器本身的最大输入能力是黑色的正六边形的外周围，基础SVPWM所用到的红色内切圆和六边形本身之间的边角料尚未被使用，如果把这一部分电压矢量也使用起来，就是所谓的过调制的SVPWM了。 过调制的实现方式及对输出力矩的影响 一种最为典型的过调制的实现方法是： (1) 当合成电压矢量介于内切圆与六边形之间时，维持合成电压矢量不变 (2) 当合成电压矢量超出六边形时，维持合成电压矢量的方向不变，将按比例拉到六边形上。 典型的应用见下图。 很明显，当过调制发生时，一方面由于最大化的利用了逆变器的潜力，电机的输出功率会增加，另一方面由于其电压矢量不再是一个圆（电机在不同角度下，合成的电压矢量的长度不相同），电压矢量有畸变产生，输出纹波也会增加，仿真见下。 过调制与电流采样 在前文