為快速雙軸電機(jī)控制開發(fā)而設(shè)計(jì)

“低成本”、“充電時(shí)間短”、“續(xù)航里程長”。現(xiàn)有的—驅(qū)動(dòng)電機(jī)與車速主要有以下3個(gè)問題需要進(jìn)一步改進(jìn)?！半姍C(jī)的高效率區(qū)域不能覆蓋所有的轉(zhuǎn)速，尤其是高速”?！霸谀承{駛場景中，比如上坡時(shí)，可能會(huì)感到動(dòng)力不足”?！案蟮碾姍C(jī)尺寸和電池容量是必要的。”為了解決這一問題，“既要實(shí)現(xiàn)高效率，又要實(shí)現(xiàn)高性能”和“既要實(shí)現(xiàn)高輸出，又要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車橋的緊湊”是非常重要的。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們開發(fā)了“雙電機(jī)-雙速”3合一電驅(qū)系統(tǒng)；可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)多驅(qū)動(dòng)模式、2電機(jī)2速組合可提供4種驅(qū)動(dòng)模式。根據(jù)駕駛工況選擇最優(yōu)模式，既能提高能耗，又能降低電池容量。雙電機(jī)，可在必要的驅(qū)動(dòng)場景下獲得足夠的驅(qū)動(dòng)力。由于采用兩個(gè)小電機(jī)對(duì)稱放置，可以使電機(jī)的直徑更小，所以可以在不增大電機(jī)尺寸的情況下通電。它有助于擴(kuò)大行李空間，而且無需投資購買新的大驅(qū)動(dòng)電機(jī)。通過整車測試，證實(shí)WLTC模式的功耗提高了10%以上。這意味著電池容量將減少10%以上。而且，良好的駕駛性能被證實(shí)沒有苛刻的換擋技術(shù)。

我們展示通過單個(gè)低成本微控制器 (MCU) 對(duì)兩個(gè)三相永磁 (PMS/BLDC) 伺服電機(jī)進(jìn)行高性能獨(dú)立控制。雖然來自一個(gè) MCU 的雙軸控制并不是什么新鮮事，但由于我們的InstaSPIN? 解決方案包含電機(jī)控制技術(shù)以及我們的 LaunchPad? 開發(fā)套件和 BoosterPack ，該解決方案的獨(dú)特之處在于它展示了您可以多快地設(shè)計(jì)各種電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制解決方案? 插件模塊生態(tài)系統(tǒng)。

從單個(gè) MCU 控制兩個(gè)電機(jī)可以在各種終端應(yīng)用中受益：機(jī)器人、CNC、裝配/制造、牽引驅(qū)動(dòng)、個(gè)人交通工具、面向小任務(wù)的車輛、壓縮機(jī)和風(fēng)扇應(yīng)用，甚至無人機(jī)。

從下面的 InstaSPIN 解決方案演示開始開發(fā)過程

該解決方案包含一個(gè)售價(jià) 25 美元的 LaunchPad ( LAUNCHXL-F28069M ) 開發(fā)套件，該套件采用了由Piccolo? TMS320F28069M MCU支持的 TI InstaSPIN 電機(jī)控制技術(shù)。LaunchPad 包含 MCU 開發(fā)所需的一切，包括內(nèi)置仿真器、隔離和軟件開發(fā)
工具。有兩組連接器接頭，我們將最近發(fā)布的 49 美元 45V/15A 三相逆變器 BoosterPack 插件模塊 ( BOOSTXL-DRV8305EVM ) 連接到它們，該模塊具有 DRV8305 集成柵極驅(qū)動(dòng)器和 CSD18540Q5B NexFET? 功率 MOSFET。與之前發(fā)布的 BOOSTXL-DRV8301 相比，BOOSTXL-DRV8305EVM 在更小的封裝中具有更高的集成度以及更寬的電壓和電流能力。

出于本演示的目的，我們使用了來自 Teknic ( LVSERVOMTR )的兩個(gè)低壓伺服（光學(xué)編碼器）電機(jī)，但使用 InstaSPIN 解決方案，您可以使用自己的電機(jī)快速創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。  

InstaSPIN-FOC ? 電機(jī)控制軟件是我們的無傳感器磁場定向控制 (FOC) 技術(shù)，它在芯片上嵌入了我們的電機(jī)控制專業(yè)知識(shí)。它具有調(diào)試功能以了解電機(jī)參數(shù)、FAST? 軟件編碼器無傳感器觀測器的自動(dòng)調(diào)整以及根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置電流控制器的調(diào)整。在不到兩分鐘的時(shí)間內(nèi)，您就有了一個(gè)經(jīng)過良好調(diào)整的高性能無傳感器 FOC 解決方案，該解決方案適用于許多扭矩控制應(yīng)用。對(duì)于無傳感器速度控制，標(biāo)準(zhǔn) PI 控制器包含一個(gè)對(duì)大多數(shù)電機(jī)而言穩(wěn)定的初始設(shè)置，允許您快速測試和調(diào)整以匹配系統(tǒng)的性能要求。

InstaSPIN-MOTION ? 解決方案以 InstaSPIN-FOC 解決方案為基礎(chǔ)，包括 SpinTAC 運(yùn)動(dòng)套件。該套件擴(kuò)展了最具挑戰(zhàn)性的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的性能，其中大部分將依賴機(jī)械轉(zhuǎn)子傳感器始終準(zhǔn)確了解轉(zhuǎn)子位置。SpinTAC 套件包括系統(tǒng)慣性和摩擦識(shí)別、具有單變量速度或位置加速度調(diào)節(jié)的最高性能干擾抑制控制器、運(yùn)行時(shí) s 曲線和專有的超低 jerk st 曲線軌跡生成以及基于簡單狀態(tài)機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃.

MotorWare? 是一套緊密結(jié)合的軟件，用于開發(fā)支持 InstaSPIN 解決方案的應(yīng)用程序。即將發(fā)布的第 16 版中包含示例項(xiàng)目，這些項(xiàng)目顯示了從單個(gè) LAUNCHXL-F28069M 控制兩個(gè)逆變器?；谶@些項(xiàng)目，我們創(chuàng)建了嵌入式世界演示，展示了 InstaSPIN-MOTION 無傳感器速度、基于編碼器的速度和基于編碼器的位置控制以及簡單的預(yù)配置運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。

創(chuàng)建此演示的過程很簡單：

· 使用 MotorWare 項(xiàng)目 lab02 識(shí)別電機(jī)參數(shù)，這些參數(shù)在用戶文件中更新。

· 使用 MotorWare 項(xiàng)目 lab05e 識(shí)別電機(jī)慣性和摩擦力，然后調(diào)整控制器。

· 使用 MotorWare 項(xiàng)目 lab06e 進(jìn)行兩個(gè)電機(jī)無傳感器速度控制。

· 使用 MotorWare 項(xiàng)目 lab12c 進(jìn)行兩個(gè)基于電機(jī)編碼器的速度控制。

· 使用 MotorWare 項(xiàng)目 lab13f 進(jìn)行兩個(gè)基于電機(jī)編碼器的位置控制。

借助啟用 InstaSPIN 解決方案的 LaunchPad 開發(fā)套件生態(tài)系統(tǒng)，您可以選擇適合您應(yīng)用的 MCU、低壓逆變器和電機(jī)控制解決方案。立即控制您的電機(jī)！