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?直流電機(jī)在應(yīng)用中,除了恒速運(yùn)行的產(chǎn)品外,像玩具汽車、電動(dòng)牙刷、美容儀、大到工業(yè)設(shè)備都是需要對直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的,所以說調(diào)速是非常重要的。
在直流電機(jī)中,采用的是PID方法調(diào)速,有的人可能在想:我直接輸入輸出速度對應(yīng)PWM不行嗎?
我們下面在簡單講解下:PID是反饋環(huán)的調(diào)節(jié)機(jī)制,PWM是一種波形,假如設(shè)定直流電機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)速,PWM波形輸出后,檢測直流電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速,如果速度低于了設(shè)定值,那就會(huì)加大占空比,高于設(shè)定值的話就會(huì)減小占空比。根據(jù)機(jī)械慣性,直流電機(jī)轉(zhuǎn)速變化會(huì)有時(shí)間差,對于不同轉(zhuǎn)速的誤差,占空比都是在變化的,直流電機(jī)轉(zhuǎn)速快,占空比就減小,轉(zhuǎn)速慢了占空比又會(huì)變大,直流電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中是不能一直來回變大變小,而在控制理論中的PID調(diào)節(jié)就是解決這種問題的。
直流電機(jī)轉(zhuǎn)速有誤差,把實(shí)測轉(zhuǎn)速輸入和設(shè)定比較的差值用PID運(yùn)算輸出控制電流,那么增減轉(zhuǎn)速就可以實(shí)現(xiàn)精確控制了(注:PID控制和直流電機(jī)或者交流電機(jī)沒有直接關(guān)系,PID只是一種控制方法)。
所以說,直接輸入轉(zhuǎn)速用PWM精準(zhǔn)控制是不現(xiàn)實(shí)的,PWM控制的是直流電機(jī)的電流,電流決定了直流電機(jī)的扭矩,也就是輸出力,假設(shè)直流電機(jī)負(fù)載1公斤,轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn),那么負(fù)載2公斤還需要保持3000轉(zhuǎn)的速度,電流就會(huì)增加了。
直接控制還有一個(gè)問題是,假如負(fù)載是靜止的,現(xiàn)在需要達(dá)到3000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,電流是0.5A,那么直流電機(jī)需要一段時(shí)間都會(huì)到3000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,PID控制速度調(diào)節(jié)開始電流會(huì)很大,會(huì)讓直流電機(jī)快速的加速,等速度穩(wěn)定下來再穩(wěn)定電流在0.5A,所以PID在直流電機(jī)控制中,實(shí)時(shí)響應(yīng)非常好。
所以現(xiàn)在的工業(yè)直流電機(jī)控制采用PID,先控制速度,最后再控制電流,這也是目前成本比較低經(jīng)過驗(yàn)證的控制算法(微型直流電機(jī)只需要控制電壓的輸出即可控制轉(zhuǎn)速,非常的簡單)。
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