無刷驅(qū)動器的調(diào)速方式_無刷驅(qū)動器的控制方式

　　無刷電機(jī)驅(qū)動器的電機(jī)轉(zhuǎn)動起來，首先控制部就必須根據(jù)hall-sensor感應(yīng)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子所在位置，然后依照定子繞線決定開啟（或關(guān)閉）換流器（inverter）中功率晶體管的順序。

　　1、PWM（占空比）調(diào)速方式

　　PWM（占空比）調(diào)速方式通過改變等效輸出電壓來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。PWM（占空比）調(diào)速具有響應(yīng)快的特點(diǎn)，但轉(zhuǎn)速受負(fù)載變化有一定變化，在堵轉(zhuǎn)電流不超過配置的最大負(fù)載電流的情況下，堵轉(zhuǎn)扭矩與PWM（占空比）成近似正比，這可表現(xiàn)為當(dāng)將電機(jī)調(diào)節(jié)為低速轉(zhuǎn)動時，直流無刷電機(jī)扭矩較小。

　　2、速度閉環(huán)控制調(diào)速方式

　　速度閉環(huán)控制調(diào)速方式使用PID調(diào)節(jié)算法來對電機(jī)進(jìn)行穩(wěn)速控制。穩(wěn)速算法支持速度閉環(huán)控制調(diào)速和時間位置閉環(huán)控制調(diào)速。前者直接對直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有超調(diào)量小和在高速時調(diào)速平穩(wěn)的特點(diǎn)，但在低速時，可能出現(xiàn)調(diào)速不均勻問題，后者通過計(jì)算直流無刷電機(jī)隨時間改變應(yīng)該轉(zhuǎn)動的位置來對電機(jī)轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行控制，從而間接對電機(jī)進(jìn)行了穩(wěn)速控制，此方式可滿足多臺驅(qū)動器對多個電機(jī)轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行同步控制的要求以及越低速穩(wěn)速控制的要求，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有一定超調(diào)，東昊無刷驅(qū)動器支持閉環(huán)調(diào)速加速度配置，對于使用速度閉環(huán)控制算法，可將加速配置大一些，以使穩(wěn)速響應(yīng)更快，而對于使用時間-位置閉環(huán)控制算法，加速度配置過大則可能導(dǎo)致超調(diào)嚴(yán)重或切換電機(jī)轉(zhuǎn)動方向過程不平穩(wěn)。

　　3、位置閉環(huán)控制調(diào)速方式

　　位置閉環(huán)控制調(diào)速方式使用PID調(diào)節(jié)算法來對電機(jī)轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行控制，當(dāng)給定目標(biāo)位置后，驅(qū)動器會根據(jù)配置的加速加速度，減速加速度和最大速度，自動計(jì)算電機(jī)運(yùn)行過程中當(dāng)前轉(zhuǎn)動位置的目標(biāo)實(shí)時速度并進(jìn)行控制，從而使電機(jī)按照配置的速度和加速度參數(shù)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)動到目標(biāo)位置，在對直流無刷電機(jī)位置進(jìn)行調(diào)控過程中，驅(qū)動器也能同時估算出直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動到目標(biāo)位置所需要的時間。

　　4、力矩控制調(diào)速方式

　　力矩控制調(diào)速方式，通過調(diào)節(jié)輸出電流大小來改變電機(jī)的扭矩。直流無刷電機(jī)通常工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。力矩控制方式輸出的電流可在配置的最大負(fù)載電流范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。

　　當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動起來，控制部會再根據(jù)驅(qū)動器設(shè)定的速度及加/減速率所組成的命令（Command）與hall-sensor信號變化的速度加以比對（或由軟件運(yùn)算）再來決定由下一組（AH、BL或AH、CL或BH、CL或……）開關(guān)導(dǎo)通，以及導(dǎo)通時間長短。速度不夠則開長，速度過頭則減短，此部份工作就由PWM來完成。PWM是決定電機(jī)轉(zhuǎn)速快或慢的方式，如何產(chǎn)生這樣的PWM才是要達(dá)到較精準(zhǔn)速度控制的核心。

　　高轉(zhuǎn)速的速度控制必須考慮到系統(tǒng)的CLOCK分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時間，另外對于hall-sensor信號變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性、實(shí)時性。至于低轉(zhuǎn)速的速度控制尤其是低速起動則因?yàn)榛貍鞯膆all-sensor信號變化變得更慢，怎樣擷取信號方式、處理時機(jī)以及根據(jù)電機(jī)特性適當(dāng)配置控制參數(shù)值就顯得非常重要?；蛘咚俣然貍鞲淖円詄ncoder變化為參考，使信號分辨率增加以期得到更佳的控制。電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)順暢而且響應(yīng)良好，P.I.D.控制的恰當(dāng)與否也無法忽視。

　　之前提到直流無刷電機(jī)是閉回路控制，因此回授信號就等于是告訴控制部現(xiàn)在電機(jī)轉(zhuǎn)速距離目標(biāo)速度還差多少，這就是誤差（Error）。知道了誤差自然就要補(bǔ)償，方式有傳統(tǒng)的工程控制如P.I.D.控制。但控制的狀態(tài)及環(huán)境其實(shí)是復(fù)雜多變的，若要控制的堅(jiān)固耐用則要考慮的因素恐怕不是傳統(tǒng)的工程控制能完全掌握，所以模糊控制、專家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也將被納入成為智能型P.I.D.控制的重要理論。