電機作為各種電器和機械的動力源,無論在工業(yè)應用還是個人項目上,幾乎每位工程師和電子愛好者都會接觸,可謂小電機大作用,今天我們就一起聊聊電機運動控制算法。
一、DSP與TI
為什么提到電機控制很多人首先會聯(lián)想到DSP?而談到DSP控制總繞不過TI,首先DSP芯片是一種具有特殊結構的微處理器。該芯片的內部采用程序和數據分開的哈佛結構,具有專門的硬件乘法器,提供特殊的指令,可以用來快速地實現各種數字信號處理算法。基于DSP芯片構成的控制系統(tǒng)事實上是一個單片系統(tǒng),因此整個控制所需的各種功能都可由DSP芯片來實現。因此,可以減小目標系統(tǒng)的體積,減少外部元件的個數,增加系統(tǒng)的可靠性。優(yōu)點是穩(wěn)定性好、精度高、處理速度快,目前在變頻器、伺服行業(yè)有大量使用。主流的DSP廠家有美國德州儀器(Texas Instruments,TI)、ADI、motorola、杰爾等其他廠商,其中TI的TMS320系列以數字控制和運動控制為主,以價格低廉、簡單易用、功能強大很受歡迎。
二、常見的電機控制算法及研究方法
1、電機控制按工作電源種類劃分:可分為直流電機和交流電機。按結構和工作原理可劃分:可分為直流電動機、異步電動機、同步電動機。不同的電機所采用的驅動方式也是不相同的,這次主要介紹伺服電機,伺服主要靠脈沖來定位,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因此,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發(fā)出對應數量的脈沖,同時又與伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環(huán),進而很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。伺服電機相比較普通電機優(yōu)勢在于控制精度、低頻扭矩,過載能力,響應速度等方面,所以被廣泛使用于機器人,數控機床,注塑,紡織等行業(yè),如圖 1。
圖 1