无刷直流电机角度、速度闭环控制

最新推荐文章于 2025-06-26 19:34:14 发布
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分类专栏： 无刷直流电机
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/abc1234z0/article/details/113073156
本文详细介绍了无刷直流电机的双闭环控制系统，包括角度和转速闭环的控制器设计，ASR速度环的实现，以及反电动势信号的处理。重点展示了转速环ASR结构和门极信号控制原理，适用于电机精确控制应用。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

如上图所示，为无刷直流电机利用电机旋转角度和转速双闭环构成的一个双闭环控制系统。下边为图中controller部分的具体结构

如上图所示，输入为电机的旋转角度thetam和经过ASR(速度环)处理后的脉冲信号pulse，输出gate信号控制逆变器的开通与关断过程。图中输入的基准转速为5000rpm。

下图为具体的转速环ASR结构。

下边为具体的反电动势三相信号，为标准的梯形波。 

【电机应用控制】——直流无刷电机&驱动原理&有感闭环控制&无感闭环控制
weixin_51658186的博客
05-02 1万+
声明：学习笔记来自正点原子B站教程，仅供学习交流！！直流无刷电机（BLDC）是指无电刷和换向器的电机，又称无换向器电机，有刷直流电机与无刷电机的最大结构区别：无刷没有电刷以及换向器；转子与定子反过来了！如下图无刷电机（左）定子是绕组而有刷电机（右）定子是永磁体！无刷电机的运转过程类似机电传动控制课程的异步电机，利用定子磁场位置的不断变化，“吸着”/“”拖着“永磁铁转子的运动。极对数：转子磁铁NS级的对数，此参数和电机旋转速度有关：电子速度 = 电机实际速度 * 极对数。
BLDC无刷直流电机转速双闭环控制系统（含配套31页说明文档）.zip
04-02
**BLDC无刷直流电机转速双闭环控制系统** BLDC（Brushless Direct Current）无刷直流电机因其高效、低维护和高精度控制等优点，在工业、汽车、航空以及消费电子产品等领域广泛应用。本控制系统的设计旨在实现对BLDC...
直流无刷电机双闭环控制系统仿真模型
02-27
BLDC双闭环调速体统建模方针模型。 速度控制策略。 电流环 速度环均为PD控制器
【零基础玩转BLDC系列】无刷直流电机闭环控制与软件架构
粉色挖掘机的博客
08-08 3697
零基础玩转BLDC系列之无刷直流电机闭环控制与软件架构，包括PID控制原理、BLDC转速控制、电流控制、软件架构
小知识点五、无刷电机闭环控制(电流)
m0_47719040的博客
06-26 1144
该部分只用于自学使用，作为笔记方便后续自查。硬件：2208云台电机+MT6701磁编码器。
无刷电机闭环控制
04-14
直流无刷电机的闭环控制，代码可用，内含有速度环节和电流环
STM32F103C8双闭环直流无刷电机控制系统详解
weixin_36289813的博客
09-05 3285
本文还有配套的精品资源，点击获取 简介：直流无刷电机（BLDC）因其效率高和维护简单，在电子工程中得到了广泛应用。本篇详解了基于STM32F103C8微控制器的双闭环控制技术，实现了对直流无刷电机的精确速度和位置控制。包括STM32F103C8的性能介绍、双闭环控制理论、电机控制系统的实现细节，以及附带的PDF原理图和单片机软件DEMO源码，这些资源对于电机控制系统的理论学...
matlab仿真 无刷直流电机双闭环控制系统 程序源码.zip
02-04
资源名：matlab仿真 无刷直流电机双闭环控制系统 程序源码.zip 资源类型：程序源代码 源码说明： 基于matlab的无刷直流电机双闭环控制系统仿真程序，包含转速外环、电流内环，包含完整源码和注释 非常适合借鉴学习 ...
无刷直流电机双闭环控制仿真模型
03-28
无刷直流电机双闭环控制系统的matlab仿真，转速外环、电流内环。
BLDC电机双闭环矢量控制仿真,BLDC无刷直流电机双闭环矢量控制仿真：基于模块化设计的高效性能验证研究报告,BLDC无刷直流电机双闭环矢量控制仿真 仿真为BLDC无刷直流电机的双闭环控制，仿真配套的
03-06
仿真为BLDC无刷直流电机的双闭环控制，仿真配套的说明文档详细的描述的每个模块的搭建以及作用。 适合学习BLDC的同学使用学习。 仿真通过对给定转速的突变验证双闭环控制的性能，结果表明，控制相应速度快，转速跟踪...
无刷直流电机BLDC三闭环控制仿真模型：Matlab Simulink下的波形记录与原理详解及参数说明,无刷直流电机BLDC三闭环控制（位置环、速度环、电流环）的Matlab Simulink仿真模型
02-16
无刷直流电机BLDC三闭环控制仿真模型：Matlab Simulink下的波形记录与原理详解及参数说明,无刷直流电机BLDC三闭环控制（位置环、速度环、电流环）的Matlab Simulink仿真模型搭建与原理详解：包含波形记录、文献参考...
F28335无刷直流电机开闭环控制
06-01
里面有无刷直流电机开环控制和闭环控制例程
无刷直流电机的控制程序
07-03
无刷直流电机无传感器的代码，stm32F0代码，双闭环控制，无位置控制
STM32F103无刷直流电机的转速闭环.zip
07-04
STM32F103的无刷直流电机转速闭环控制，使用DA输出电机的转速，引脚使用的是TIM3采样电机的霍尔信号，PC10-PC12是逆变器的下管，TIM5对应的引脚是上管，使用上管PWM控制调速
STM32直流无刷电机控制 程序
11-05
本文件为直流无刷电机的控制程序，是关于STM32的控制程序！
无传感器直流无刷电机的控制-matlab仿真
11-14
首先，本文探讨了直流无刷电动机无位置传感器控制策略发展的背景与现状，并介绍了主要的几种无位置传感器控制方法并分析了各自的技术优缺点以及适用的场合。 其次，对直流无刷电动机的数学模型进行了详细的描述，介绍了常用的三种坐标系下的电机数学模型。并结合矢量控制和空间矢量脉宽调制技术，给出了基于转子磁场定向的直流无刷电机矢量控制框图，为下一步的电机无位置传感器控制做铺垫。 接着，深入研究了适用于不同调速范围无位置传感器控制控制算法。 最后基于前文的分析研究，通过 MATLAB/Simulink 实验仿真平台对本文所提的方法和内容进行了仿真验证。实验结果证明了前文所述算法的有效性。 深入学习直流无刷电机的整体结构和分类，针对直流无刷电机无传感器控制作为研究对象。在对直流无刷电机无传感器控制工作原理和各个部分的数学模型进行深入研究的基础上，在MATLAB/SIMULINK对不同部件的传递原理和数学模型进行了深入的研究，建立电机无传感器控制系统动力学模型，通过仿真结果验证，可以比较各种策略与方案，优化并确定相关参数。最后，对无传感器直流无刷电机系统分析方法进行了详细比较分析，为科学决策提供可靠的依据。
深入探究无刷电机PID速度闭环控制及STM32单片机实现优化
laobaisoft的博客
06-26 1259
本文将详细介绍PID速度闭环控制的原理，并通过优化STM32单片机的控制代码，实现高效、稳定的无刷电机速度控制。结论：本文深入探究了无刷电机PID速度闭环控制的原理，并通过优化STM32单片机的控制代码，展示了如何实现高效、稳定的无刷电机速度控制。摘要：本文将详细讨论无刷电机PID速度闭环控制的原理和关键要点，并结合STM32单片机的控制代码，深入探究如何优化无刷电机速度控制的稳定性和效率。1.3 微分控制：根据速度变化率的微分，预测未来的变化趋势，并采取相应的控制措施，提高系统的响应速度。
无刷电机FOC控制（二）位置闭环
m0_67278762的博客
09-13 5131
上期了解无刷电机BLDC驱动方式以及克拉克逆变换、帕克逆变换在FOC的数学模型等。其中，克拉克逆变换已通过软件编程完成。帕克逆变换则需要电角度的配合（可以使用软件模拟电角度生成器来实现）。通过这两个模型算法，可以基本实现无刷电机的速度开环控制（开环状态下不支持位置控制）。我们可以通过修改Uq的值来控制速度，但并非实际的弧度每秒（Rad/s）。若要实现 FOC 闭环控制，则需要一个高精度编码器。该编码器用于输出电机的机械角度，以便进行 PID 控制，同时还可将机械角度转换为电角度，供帕克逆变换使用。
STM32驱动无刷电机用PID实现速度环控制 保姆级教程
dqsh06的博客
10-12 1303
各位，9月份，我花了差不多1个月时间，实现了STM32用六步换相法驱动无刷电机的程序编制和调试。那么，既然电机都转起来了，怎么也得搞个PID实现速度环控制嘛。于是，我就开始学习无刷电机的速度环PID控制，抱歉我是对PID一无所知的小白。结果，花了我3天时间，居然实现了速度环PID控制，本着传播优秀知识，造福中华民族和全人类的宗旨，我现在来写个保姆级教程，来教大家怎么实现这个速度环PID。至此，STM32 无刷电机的PID速度环控制，大功告成，亲个嘴儿。
小车角度闭环pid
最新发布
07-21
### 小车角度闭环 PID 控制算法实现 角度闭环 PID 控制算法通常用于平衡小车的姿态控制或方向控制，通过反馈角度误差来调整小车的电机输出，以维持目标角度的稳定性。PID 控制器通过比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分共同作用，实现对系统误差的动态响应与稳态精度的优化。 #### 基本结构与原理 角度闭环 PID 控制的核心在于获取角度传感器（如陀螺仪、MPU6050）的反馈数据，并与设定的目标角度进行比较，计算出误差值。随后，通过 PID 算法对误差进行处理，输出控制信号调节小车电机的 PWM 输出，从而实现角度的闭环控制。 - **比例项（P）**：根据当前误差值直接调整控制输出，误差越大，控制量越强。该部分响应迅速，但可能导致系统震荡。 - **积分项（I）**：累积误差以消除系统的稳态误差，提高控制精度，但可能导致系统响应变慢甚至不稳定。 - **微分项（D）**：根据误差的变化率调整控制输出，抑制震荡，提高系统的动态性能。 #### 实现步骤 1. **设定目标角度**（如平衡小车的目标角度为 0°） 2. **获取角度传感器数据**（如 MPU6050 读取当前角度） 3. **计算误差**（目标角度 - 当前角度） 4. **PID 计算** 5. **输出控制信号**（如 PWM 信号控制电机） #### 代码示例（基于 STM32 平台） 以下是一个简化版本的 PID 控制器实现代码，适用于角度闭环控制： ```c typedef struct { float Kp; float Ki; float Kd; float prev_error; float integral; } PID_Controller; void PID_Init(PID_Controller *pid, float Kp, float Ki, float Kd) { pid->Kp = Kp; pid->Ki = Ki; pid->Kd = Kd; pid->prev_error = 0.0f; pid->integral = 0.0f; } float PID_Update(PID_Controller *pid, float setpoint, float measured_value, float dt) { float error = setpoint - measured_value; pid->integral += error * dt; float derivative = (error - pid->prev_error) / dt; float output = pid->Kp * error + pid->Ki * pid->integral + pid->Kd * derivative; pid->prev_error = error; return output; } ``` 在主循环中调用 PID 控制器： ```c PID_Controller angle_pid; PID_Init(&angle_pid, 3.0f, 0.1f, 1.0f); // 参数需根据实际情况调整 while (1) { float current_angle = Read_Angle(); // 读取当前角度 float control_signal = PID_Update(&angle_pid, 0.0f, current_angle, 0.01f); // 假设采样周期为 10ms Set_Motor_PWM(control_signal); // 设置电机 PWM 输出 } ``` #### 参数调节技巧 - **Kp（比例增益）**：决定响应速度。值越大，响应越快，但容易导致震荡。 - **Ki（积分增益）**：用于消除稳态误差，但过大会导致超调和振荡。 - **Kd（微分增益）**：抑制振荡，提高系统的稳定性，但过大会导致噪声放大。 调试过程中，通常采用“Ziegler-Nichols”法或手动调节法逐步优化参数，确保系统在快速响应与稳定性之间取得平衡。 #### 注意事项 - 采样周期（dt）应保持恒定，以保证 PID 控制的准确性。 - 在积分项中应考虑积分限幅，防止积分饱和导致系统失控。 - 对于实际系统，应加入输出限幅机制，防止控制信号超出执行机构的物理限制。 #### 系统稳定性分析 根据引用内容，PID 控制器参数的选择对系统稳定性至关重要。若参数设置不当，系统可能出现发散或震荡，尤其在存在较大延迟的系统中更为明显 [^3]。 在实际应用中，双闭环 PID 控制方案能够实现更好的稳定性，例如外环控制位置，内环控制角度，这种结构在倒立摆系统中表现良好 [^1]。
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