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1、直流无刷电机运动控制实验报告直流无刷电机运动控制实验报告 运动控制系统综合试验试验汇报小组组员:直流无刷电机试验汇报试验目标经过对8257编程控制，发出能够驱动直流无刷电机六路PWM波，实现对电机控制。试验原理直流无刷电机驱动原理这部分在PPT里有具体介绍，简单来说就是要依据转子上三个霍尔传感器状态发出下一步所需三相电流。刚开始时我对这部分原理迟迟不能搞透彻，对着向量图思索了很久，就是不能把霍尔传感器状态和所需电流方向对应起来。关键问题是那个PPT上向量图没有清楚思索步骤，造成我把定子磁场一直当成转子看，当然搞不清楚。以后在和身边同学交流后才明白。然后我根据六步驱动法得到了逆时针转动所需霍尔状
2、态表，图1左，经验证此状态表是能够成功驱动电机。搞定逆时针转动后我趁热打铁，把顺时针转动霍尔状态表也写了出来。不过最开始我想当然认为把逆时针状态倒过来对应霍尔传感器值电机就会反转，经过试验后证实这种思绪是错误，电机还是逆时针转动。我想了很久没想明白，只好又从头推了一遍顺时针转动所需状态表，图一右。前后对比我们发觉相同霍尔状态时，正反所需电流恰好相反，也即相差180。再回想推导过程中实际是用下一个状态电流对应本状态霍尔值，我一下豁然开朗。我判定电机在某一位置时许可有60误差，逆时针转动时上一个状态加上60，顺时针转动时则减去60，所以顺时针逆时针转动恰好差了180。霍尔传感器状态和所需电流以下表
3、：逆时针转动顺时针转动HaHbHcABCABC001-0+0-1010-+0+-100+-0-+0110+0-0+0100+-0-+011-+0+-0相序确定上述表格中A,B,C其实是我们假定，和霍尔元件HaHbHc对应并不对应，所以我们还要确定一下三相相序。考虑到我们只给三相电机提供正负电流时，电机转子应该停在一个确定位置，而这个位置对应霍尔状态值为。那么当我们任意通入一正一负电流时，若霍尔状态值为，此时正电流即相，负电流即相。按此方法即可确定相序，所用正负程序以下：写在里面是为了一直发出正负电流。8257编程原理一直以来包含到程序地方全部让我很头痛，不过这次还好，codewarrior采取
4、C语言，还是能够熟练应用。概括说来，我们所编写程序应能根据上述表格发射正确PWM波，为此需添加PWM模块，并应用里面Submodule子模块。每个模块能够产生两路PWM，所以我们需要三个子模块。经过对module里value赋值能够控制该路波发出和占空比，从而发出全部PWM。试验中碰到问题和处理显然在试验过程中大家全部碰到了很多问题，困扰我们问题比较多，其中比较大比较关键有以下多个：PWM模块配置即使相关PWM模块设置助教老师讲过一遍，但怎奈需要配置参数太多，前几周我全部没能把PWM波完整发出去，更别提受控制波形。好在经过查找相关资料我最终搞明白怎样调整占空比，以下所表示：经过给VAL2、VA
5、L3赋值即可控制PWM23开通时间。这是一个Sub里一个频道A，对频道B和其它Sub方法是一样。这么我们最终能够发出6路PWM，但此时这些PWM还不受控制，是一起输出，下一个问题是怎么控制PWM输出。PWM输出控制开始时我想反正占空比是能够固定不变，那就控制频道输出是否就能够控制PWM输出了。刚好我在PWM自带函数库里看到了控制某路输出enable/diaable函数，以下：所以就采取这种方法进行编程。不过不知为何，采取enable/disable方法编写程序就是不能正确工作，而且逻辑上程序也没有错误，在数次讨论找不到错误后我就向身边同学请教，又学会了另一个方法，即经过对三个模块VAL2、VA
6、L3、VAL4、VAL5不停赋值来控制，相关函数以下：采取这种方法要注意每次对某个模块复制后要加上一行LDOK,立即寄存器里值赋给VAL，不然VAL值不会改变。采取这种方法还有一个好处就是能够改变占空比，而且很简单。电机连线经过很久调试后PWM波最终能够按要求改变，接上电机后电机也能够转起来，但我们发觉转不一会儿电机就发出大量热，手摸上去全部受不了。而且电机转不太均匀，有不太强震动。开始时认为是电机问题，但换了一个后还是发烧，以后经问询老师后我们想到即使电机能转，但可能电机频率和PWM改变频率并不一样，电机可能没有跟上PWM改变频率。正常运行时电机ABC三对应该恰好和PWM三相对应，但假如A相
7、接正确而BC相接反时电机也会转，只不过效率不高而且转不稳。经过确定相序后发烧问题也随之消失。试验感想（？）这次试验关键是靠自己动手，从刚开始时什么也不会到最终成功驱动电机，中间我们付出了很多时间和精力，但也学到了很多。按常老师话说这次课程关键是锻炼我们自主学_知识能力，尤其是查找资料能力。即使刚开始几周助教老师讲解时我没听太懂，但助教老师把相关资料全部放在电脑里了，想看随时全部能够看。经过几周研究尤其是查找codewarrior里帮助，我既搞懂了原理，也明白了应该怎么实现。有时实在想不通某个问题我还会和身边同学讨论讨论，大家交流一下相互想法基础全部能处理问题。经过这次课程我认为我基础已经能够花
8、费部分时间来掌握一门自己从没接触过技能，学_能力得到了很大提升。常老师对待科研态度也给我留下了深刻印象，对待科研一定要认真，一点马虎全部要不得。对我们课程我们也有部分小小反馈，期望老师能看一下：首先电源转换器看上去就很危险，火线全部露在表面，说不好就有漏电危险。另外试验驱动电路常常电到我们，漏电比较严重。不过想要更换试验设备关系到很多问题，所以我们也只好埋怨一下。另外期望常老师能把每个阶段任务全部给我们明确一下，不然好数次在试验室大家全部不知道该干嘛，就坐在那儿等助教来讲。遮掩效率比较低下，也不便于有些能力强同学自主完成任务。步进电机试验汇报步进电机驱动原理和直流无刷电机相比，步进电机结构比较
9、简单，驱动原理也相对简单。其内部接线图以下：此次试验用是四步步进电机，共四根接线，两两一组控制2只线圈。为了让电机顺利转起来，比如逆时针转动，我们需要先给线圈AC通正电，再给线圈BD通正电，再给AC通负电，再给BD通负电。一个周期共四个状态，所以称为四步步进电机。因为试验所用板子输出是三相电，所以在接线时须将BC或AD接在同一相，用相间电压，做、电压。控制经过上面分析知道要驱动步进电机只需要按次序发出四个状态PWM波即可。不过因为没有反馈检测，我们无法确定应该在何时切换PWM，进入下一个状态。考虑到电机转子旋转90（这时需切换状态）需要一定时间，我们能够在每个状态之间加上延时，依据延时多少来控
10、制电机转速。程序实现以下：其中a能够改变，以调整转速。a越小延迟越小，每个状态间切换时间越短，电机转速越快。不过因为转子转速有上限，所以a不能太小，不然转子转速会跟不上PWM状态改变，从而出现震动等问题。有了上面程序要实现反转就很简单了，只需通完正后通，再通，再通即可课程提议（？）1）在课程安排上，在学期初就明确地把课程目标和课程任务告诉我们，让我们清楚知道这门课我们要做什么，这么在理论学_时候才能够愈加好地掌握相关知识。2）在讲解理论同时结合试验，让我们能够边做边学，避免像这学期一样在后面试验过程中，忘记很多前面所学基础知识。能够让我们更扎实，更清楚明白掌握所学内容。3）提议小班教学，这个学
11、期上课人太多，我们认为教学效果不是很好，后面同学在老师进行演示时候，我们很多时候无法跟上。认为学很不清楚。4）期望能够再多配多个助教，因为助教少，很多碰到无法处理问题无法得到立即处理，助教常常两个屋子跑，很辛劳。5）期望能出一本运动控制试验指导书，这么能够供我们清楚明白有条理进行学_。6）我们上课所用参考资料很乱，不清楚，很多我们需要用到东西却没有，期望老师能够把所用资料进行整理，分类，这么能够供我们参考。7）期望在以后课上，如有外面企业人来讲课，期望能够有老师在场。企业人可能不是很了解课程进度，教学目标，可能效果不是很好。8）硬件稳定性有待加强，板子和电脑连接不好，期望提升其各方面得性能。