直流无刷电机运动控制实验报告样本.docx
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直流无刷电机运动控制实验报告样本
《运动控制系统综合实验》
实验报告
小构成员:
直流无刷电机实验报告
一、实验目
通过对8257编程控制,发出可以驱动直流无刷电机六路PWM波,实现对电机控制。
二、实验原理
1.直流无刷电机驱动原理
这某些在PPT里有详细简介,简朴来说就是要依照转子上三个霍尔传感器状态发出下一步所需三相电流。
刚开始时我对这某些原理迟迟不能搞透彻,对着向量图思考了好久,就是不能把霍尔传感器状态和所需电流方向相应起来。
重要问题是那个PPT上向量图没有清晰思考环节,导致我把定子磁场始终当成转子看,固然搞不清晰。
日后在和身边同窗交流后才明白。
然后我按照六步驱动法得到了逆时针转动所需霍尔状态表,如图1左,经验证此状态表是可以成功驱动电机。
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。
但是最开始我想固然觉得把逆时针状态倒过来相应霍尔传感器值电机就会反转,通过实验后证明这种思路是错误,电机还是逆时针转动。
我想了好久没想明白,只得又从头推了一遍顺时针转动所需状态表,如图一右。
先后对比咱们发现相似霍尔状态时,正反所需电流正好相反,也即相差180°。
再回忆推导过程中实际是用下一种状态电流相应本状态霍尔值,我一下豁然开朗。
我判断电机在某一位置时容许有60°误差,逆时针转动时上一种状态加上60°,顺时针转动时则减去60°,因此顺时针逆时针转动正好差了180°。
霍尔传感器状态和所需电流如下表:
逆时针转动
顺时针转动
HaHbHc
A
B
C
A
B
C
001
-
0
+
+
0
-
101
0
-
+
0
+
-
100
+
-
0
-
+
0
110
+
0
-
-
0
+
010
0
+
-
0
-
+
011
-
+
0
+
-
0
2.相序拟定
上述表格中A,B,C其实是咱们假定,与霍尔元件HaHbHc相应ABC并不相应,因此咱们还要拟定一下三相相序。
考虑到咱们只给三相电机提供A正B负电流时,电机转子应当停在一种拟定位置,而这个位置相应霍尔状态值为010。
那么当咱们任意通入一正一负电流时,若霍尔状态值为010,此时正电流即A相,负电流即B相。
按此办法即可拟定相序,所用A正B负程序如下:
写在main里面是为了始终发出A正B负电流。
3.8257编程原理
始终以来涉及到程序地方都让我很头痛,但是这次还好,codewarrior采用C语言,还是可以纯熟应用。
概括说来,咱们所编写程序应能按照上述表格发射对的PWM波,为此需添加PWM模块,并应用里面Submodule子模块。
每个模块可以产生两路PWM,因此咱们需要三个子模块。
通过对module里value赋值可以控制该路波发出与占空比,从而发出所有PWM。
三、实验中遇到问题与解决
显然在实验过程中人们都遇到了许多问题,困扰咱们问题比较多,其中比较大比较重要有如下几种:
1.PWM模块配备
虽然关于PWM模块设立助教教师讲过一遍,但怎奈需要配备参数太多,前几周我都没能把PWM波完整发出去,更别提受控制波形。
好在通过查找有关资料我终于搞明白如何调节占空比,如下所示:
通过给VAL2、VAL3赋值即可控制PWM23开通时间。
这是一种Sub里一种频道A,对频道B和其她Sub办法是同样。
这样咱们终于可以发出6路PWM,但此时这些PWM还不受控制,是一起输出,下一种问题是怎么控制PWM输出。
2.PWM输出控制
开始时我想反正占空比是可以固定不变,那就控制频道输出与否就可以控制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,如下:
因而就采用这种办法进行编程。
但是不知为什么,采用enable/disable办法编写程序就是不能对的工作,并且逻辑上程序也没有错误,在多次讨论找不到错误后我就向身边同窗请教,又学会了另一种办法,即通过对三个模块VAL2、VAL3、VAL4、VAL5不断赋值来控制,有关函数如下:
采用这种方式要注意每次对某个模块复制后要加上一行LDOK,即将寄存器里值赋给VAL,否则VAL值不会变化。
采用这种方式尚有一种好处就是可以变化占空比,并且非常简朴。
3.电机连线
通过好久调试后PWM波终于可以按规定变化,接上电机后电机也可以转起来,但咱们发现转不一会儿电机就发出大量热,手摸上去都受不了。
并且电机转不太均匀,有不太强震动。
开始时觉得是电机问题,但换了一种后还是发热,日后经询问教师后咱们想到虽然电机能转,但也许电机频率和PWM变化频率并不同样,电机也许没有跟上PWM变化频率。
正常运营时电机ABC三相应当正好与PWM三相相应,但如果A相接对的而BC相接反时电机也会转,只但是效率不高并且转不稳。
通过拟定相序后发热问题也随之消失。
四、实验感想(?
?
?
)
这次实验重要是靠自己动手,从刚开始时什么也不会到最后成功驱动电机,中间咱们付出了诸多时间和精力,但也学到了诸多。
按常教师话说这次课程重要是锻炼咱们自主学习知识能力,特别是查找资料能力。
虽然刚开始几周助教教师解说时我没听太懂,但助教教师把有关资料都放在电脑里了,想看随时都可以看。
通过几周研究特别是查找codewarrior里协助,我既搞懂了原理,也明白了应当怎么实现。
有时实在想不通某个问题我还会和身边同窗讨论讨论,人们交流一下互相想法基本都能解决问题。
通过这次课程我觉得我基本已经可以耗费某些时间来掌握一门自己从没接触过技能,学习能力得到了很大提高。
常教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,一点马虎都要不得。
对咱们课程咱们也有某些小小反馈,但愿教师能看一下:
一方面电源转换器看上去就很危险,220V火线都露在表面,说不好就有漏电危险。
此外实验驱动电路经常电到咱们,漏电比较严重。
但是想要更换实验设备关系到许多问题,因此咱们也只得抱怨一下。
此外但愿常教师能把每个阶段任务都给咱们明确一下,否则好多次在实验室人们都不懂得该干嘛,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窗自主完毕任务。
步进电机实验报告
一、步进电机驱动原理
与直流无刷电机相比,步进电机构造比较简朴,驱动原理也相对简朴。
其内部接线图如下:
本次实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,例如逆时针转动,咱们需要先给线圈AC通正电,再给线圈BD通正电,再给AC通负电,再给BD通负电。
一种周期共四个状态,因此称为四步步进电机。
由于实验所用板子输出是三相电,因此在接线时须将BC或AD接在同一相,用相间电压Uab,Ubc做AC、BD电压。
二、PWM控制
通过上面分析懂得要驱动步进电机只需要按顺序发出四个状态PWM波即可。
但是由于没有反馈检测,咱们无法确认应当在何时切换PWM,进入下一种状态。
考虑到电机转子旋转90°(这时需切换状态)需要一定期间,咱们可以在每个状态之间加上延时,依照延时多少来控制电机转速。
程序实现如下:
其中a可以变化,以调节转速。
a越小延迟越小,每个状态间切换时间越短,电机转速越快。
但是由于转子转速有上限,因此a不能太小,否则转子转速会跟不上PWM状态变化,从而浮现震动等问题。
有了上面程序要实现反转就非常简朴了,只需AB通完正后通DB,再通BA,再通BD即可
课程建议(?
?
?
)
1)在课程安排上,在学期初就明确地把课程目的和课程任务告诉咱们,让咱们清晰懂得这门课咱们要做什么,这样在理论学习时候才可以更好地掌握有关知识。
2)在解说理论同步结合实验,让咱们可以边做边学,避免像这学期同样在背面实验过程中,忘掉诸多前面所学基本知识。
可以让咱们更夯实,更清晰明白掌握所学内容。
3)建议小班教学,这个学期上课人太多,咱们觉得教学效果不是较好,背面同窗在教师进行演示时候,咱们诸多时候无法跟上。
觉得学很不清晰。
4)但愿可以再多配几种助教,由于助教少,诸多遇到无法解决问题无法得到及时解决,助教经常两个屋子跑,很辛苦。
5)但愿能出一本运动控制实验指引书,这样可以供咱们清晰明白有条理进行学习。
6)咱们上课所用参照资料很乱,不清晰,诸多咱们需要用到东西却没有,但愿教师可以把所用资料进行整顿,分类,这样可以供咱们参照。
7)但愿在后来课上,如有外面公司人来授课,但愿可以有教师在场。
公司人也许不是很理解课程进度,教学目的,也许效果不是较好。
8)硬件稳定性有待加强,板子与电脑连接不好,但愿提高其各方面得性能。
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