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说说电调:闭环,开源,数据记录

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楼主
发表于 2014-12-12 06:40 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
因为四轴是拉相机的,平稳是最高优先级的设计要求。




----一分钟了解电机原理----

电调的设计核心,就是用三组双向电流开关,在某一时刻控制两路线圈的开关,用另一组线圈来检测转子的位置(换相)。三组线圈的循环工作可以让转子旋转,通过开关频率(占空比)来控制电机功率。

当然这是无感(没有传感器),无刷(没有接触式换向器),异步(线圈的磁极不跟磁铁同步旋转)的电机

电动(单)车很多也是异步电机,不过一般是有感的。只有特斯拉和高铁用同步电机。。优势是可以节省减速器,耐高温工况,但是控制复杂。


所以玩小多轴,还是飞飞无感(或者有感)的异步电机。。。

----电调选择(动词)----

目前厂家有专用于多轴飞行器的电调,貌似MK的程序和电路影响了后来的设计:
  • 只要检测到过零点就开始换相
  • 模拟比较器检测中点
  • 带电流感应


所以BLHeli这样的电调固件,能修改后用到很多设计上。。。


这些电调现在看来有什么缺陷呢?
  • 效率低,用蛮力保障响应速度
  • 启动和过流保护没有可靠的检测机制
  • 没有数据记录,对飞行安全监测和事故分析不利
  • PWM接口容易受到干扰


要解决这些问题,在5年前是比较难的,唯一可靠的办法就是加上霍尔传感器,因为那个时候的mcu的计算能力,只能做启动程序和调速占空比输出。而高级的电机驱动设计,比如现在的高铁,用的是TI的DSP。但是现在不同了,STM32带硬件浮点处理器,电机运转的角向量模型,调速FOC(正弦波驱动),USB调参,CANBUS通讯,都可以解决,唯一难的,就是PCB设计和固件设计(永远的难题)

----电调的选择(名词)----
目前按照无感闭环概念设计的电调,有几个可以在网络上看得到的设计
Autoquad
OpenBLDC
vedder::Benjamin's

按照成熟度来看,Autoquad最好,有硬件,有山寨,有调参软件(英文,非开源),最大缺点,不支持6S(可以开几分钟,油门最大就烧FET)

OpenBLDC工程挂了,而且没有大功率电调的例子,只能用来参考
vedder的是设计最周全的,但是不适用于模型,因为装了个rtos,学起来还麻烦,但是调试软件有(Qt),适合用来开发大功率(数千瓦内)的电调,比如电单车,滑板,segway。。。

最后。。说看这些太费力。。能给个直接点的么。。。那看看这个视频,好不好自己就懂了。。






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沙发
发表于 2014-12-12 07:35 | 只看该作者
3
发表于 2014-12-12 08:39 | 只看该作者
延迟和响应速度 是不是有点大?  不太懂
4
发表于 2014-12-12 09:23 | 只看该作者
mxsky 发表于 2014-12-12 08:39
延迟和响应速度 是不是有点大?  不太懂

是电机电调能马上响应油门输出的大小。延时做到最小
来自苹果客户端来自苹果客户端
5
发表于 2014-12-12 09:49 | 只看该作者
esc32调参软件开源啊,都能下载到源码,只是硬件设计不开源。
6
发表于 2014-12-12 10:08 | 只看该作者
技术贴..顶一个
7
发表于 2014-12-21 21:22 | 只看该作者
终于遇到个内行的,对于反电动势是梯形的也适合用FOC?
梯形波电机设计初衷就是为了简化控制的啊,只不过呢,现在这些模型无刷电机本来是要做成梯形波的,结果因为设计不良反电动势倒成了正弦波。
8
 楼主| 发表于 2014-12-21 21:29 | 只看该作者
kmani 发表于 2014-12-21 21:22
终于遇到个内行的,对于反电动势是梯形的也适合用FOC?
梯形波电机设计初衷就是为了简化控制的啊,只不过 ...

用反电动势来估算转子位置
脉宽的正弦输出是因为线圈的磁感滤波效应,这样是正常的

FOC的定子磁场是跟着转子的磁极换相跑的。。。正弦不是说波纹就代表不一样的驱动方式。

9
发表于 2014-12-21 21:36 | 只看该作者
task00 发表于 2014-12-21 21:29
用反电动势来估算转子位置
脉宽的正弦输出是因为线圈的磁感滤波效应,这样是正常的

正弦波驱动时的合成磁场必须时刻旋转而梯形波在整个360°电角度内只用换向6次,这就是梯形波电机设计的初衷,不必时时刻刻地旋转。

10
 楼主| 发表于 2014-12-21 21:37 | 只看该作者
kmani 发表于 2014-12-21 21:36
正弦波驱动时的合成磁场必须时刻旋转而梯形波在整个360°电角度内只用换向6次,这就是梯形波电机设计的初 ...

是的
一个是用交流自带的换相方式的延续,一个是用晶体管换相靠逻辑程序驱动,发展来源不同

11
发表于 2014-12-21 21:45 | 只看该作者
大家都不知道ESC32是什么
12
发表于 2014-12-21 21:48 | 只看该作者
白小淘 发表于 2014-12-21 21:45
大家都不知道ESC32是什么

ESC32这种方案对于多旋翼系统来说也只是换汤不换药,不必把它神话。


13
 楼主| 发表于 2014-12-21 21:59 | 只看该作者
kmani 发表于 2014-12-21 21:48
ESC32这种方案对于多旋翼系统来说也只是换汤不换药,不必把它神话。

低速启动看起来怎么样,要是飞太高了,断电,坠落,然后重新上电,普通电调不敢吧

14
发表于 2014-12-21 22:04 | 只看该作者
task00 发表于 2014-12-21 21:59
低速启动看起来怎么样,要是飞太高了,断电,坠落,然后重新上电,普通电调不敢吧

对,这个是ESC32的一个优势,但这个对整体系统而言不算是颠覆性的优势。

15
发表于 2014-12-21 22:49 | 只看该作者
谢谢分享 学习了!
16
发表于 2015-2-20 20:44 | 只看该作者
楼主,能给介绍个开源无刷电调学习的地方吗?
17
发表于 2015-2-21 00:06 | 只看该作者
看了这个帖子
我貌似找到了我未来两年半研究生该学的东西了。。。。
电机拖动方向。。。
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