关于平衡车无刷电机控制的几点疑问

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 15:01:28

想自己做一辆平衡车，之前也没做过无刷电机相关的东西，现在什么都要从头开始学，最近一直在看这方面的资料，有几点疑问，请各位高手帮忙解答一下：
1、根据ST的2.0的库，霍尔传感器不用定时器接口能否实现转子位置检测？电机是8寸的平衡车电机，极对数15，霍尔是120°的，细分下来的话霍尔每个状态对应4°的转子角度，但是看电机库里面的做法，显然比4°要小很多，不过市面上的几乎所有平衡车的霍尔都没有接到单片机的定时器接口；
2、直流减速电机的话想控制平衡，简单点的做法可以一直切换正反转即可，可是无刷电机的话如果要按照直流电机的思想来控制，应该也是切换正反转，之前在网上看到有人说是用转矩控制来实现平衡的，不知道具体实现是哪种方式；
3、手头上有一台小米的9号平衡车，官方说是用的FOC做的，可是有霍尔的FOC能否做到这么低的转速呢？
以上的问题可能有些地方是我理解错误导致的，还请大家帮忙解答一下。
查了这么多资料，发现网上几乎没有类似的平衡车电机控制原理的解释，有可能是我没理解透彻，FOC这条路是很难，但是还是想尝试一下。

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 15:01:50

自己先占个位置

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 15:06:24

谁能够帮我回答一下吗。。。

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 15:50:01

有没有大神指导一下啊。。。

鸵鸟蝈蝈 · 发表于 2016-5-6 15:53:22

没有用过ST的带霍尔FOC库，但是，从原理上来讲，可以采用插补的办法去设定FOC中的转子角度。

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 16:04:37

鸵鸟蝈蝈发表于 2016-5-6 15:53
没有用过ST的带霍尔FOC库，但是，从原理上来讲，可以采用插补的办法去设定FOC中的转子角度。 ...

插补法？ST的库里面有一个ωdpp是用来计算角度增量的，这个精度感觉比较高，不过在刚开始启动的时候，用这种方式去计算角度就有点不合适了，所以程序里面有一个限制，在低速或者零速的时候这个值是等于零的

oooios · 发表于 2016-5-6 16:08:17

觉的电机控制还是蛮难的

cjp88811283 · 发表于 2016-5-6 16:25:20

轮子转速低是因为使用了减速箱，电机转速估计还是几千转的，经过减速箱后就变成几十转啦！

cjp88811283 · 发表于 2016-5-6 16:26:44

你要先去了解下电机的结构原理，再来写程序吧

00superman00 · 发表于 2016-5-6 16:39:54

1.电机是8寸的平衡车电机，极对数15，霍尔是120°的，细分下来的话霍尔每个状态对应4°的转子角度
4°怎么算出来的
2.ninebot hall 有接吗？
3.可不可以用加速度陀螺仪来纠正呢

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 16:58:21

oooios 发表于 2016-5-6 16:08
觉的电机控制还是蛮难的

是的啊，一头雾水

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 16:58:44

cjp88811283 发表于 2016-5-6 16:25
轮子转速低是因为使用了减速箱，电机转速估计还是几千转的，经过减速箱后就变成几十转啦！ ...

没有的，平衡车上的轮毂电机没有用减速

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 17:01:50

00superman00 发表于 2016-5-6 16:39
1.电机是8寸的平衡车电机，极对数15，霍尔是120°的，细分下来的话霍尔每个状态对应4°的转子角度
4°怎么 ...

这个4°是大概测出来的机械角度，也就是说霍尔每变化一个状态，对应的转子转过4°

ninebot的霍尔是接的

纠正？不太明白

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 21:47:04

还有人帮忙给一些意见吗……

gyzzg2030 · 发表于 2016-5-6 22:06:13

霍尔信号接到普通口就可以啊，用中断或查询的方法来得到转子位置，不需要接定时器口

gy810986741 · 发表于 2016-5-6 22:08:28

gyzzg2030 发表于 2016-5-6 22:06
霍尔信号接到普通口就可以啊，用中断或查询的方法来得到转子位置，不需要接定时器口 ...

那么电角度需要怎么计算呢？

gyzzg2030 · 发表于 2016-5-6 22:20:18

具体没接触过平衡车的电机，普通电动车的电机就是通过霍尔来检测转子位置，然后换相，在一个换相周期里调PWM，PWM可以是SVPWM或FOC，具体电角度要靠检测电流计算

cjp88811283 · 发表于 2016-5-7 08:11:11

gy810986741 发表于 2016-5-6 16:58
没有的，平衡车上的轮毂电机没有用减速

轮毂电机就是电动车上用的，外轮毂上有几十对磁铁，绕组也有几十对，你数数外轮毂上磁铁数量就知道极对数了，知道极对数，再360度除以极对数，就是最小动作角度了

gy810986741 · 发表于 2016-5-7 09:46:45

cjp88811283 发表于 2016-5-7 08:11
轮毂电机就是电动车上用的，外轮毂上有几十对磁铁，绕组也有几十对，你数数外轮毂上磁铁数量就知道极对数 ...

是的，我这个电机的最小动作角度应该是4°

gy810986741 · 发表于 2016-5-7 09:47:13

gyzzg2030 发表于 2016-5-6 22:20
具体没接触过平衡车的电机，普通电动车的电机就是通过霍尔来检测转子位置，然后换相，在一个换相周期里调PW ...

电角度需要靠电流计算？

gyzzg2030 · 发表于 2016-5-7 11:30:59

本帖最后由 gyzzg2030 于 2016-5-7 11:37 编辑

根据电流计算电角度就是电机控制的精髓所在了，电机控制就是根据电流再控制电流，所谓的正弦、FOC就是根据测得的电流经过坐标变换，再去控制PWM，情况很复杂的，如果用方波驱动，也不需要计算电角度只要根据霍尔信号换相就行了，至于是前进还是后退，要根据陀螺仪传感器的

gy810986741 · 发表于 2016-5-7 12:08:34

gyzzg2030 发表于 2016-5-7 11:30
根据电流计算电角度就是电机控制的精髓所在了，电机控制就是根据电流再控制电流，所谓的正弦、FOC就是根据 ...

启动的时候是否也可以依靠电流来计算电角度呢？ST的方案按照我的理解，在启动的时候，如果电机没有转过一个霍尔状态，那么这个时候的角度是没法靠定时器来计算的，不知道这样理解是否正确？

gyzzg2030 · 发表于 2016-5-7 16:48:31

道理都是一样，启动是车辆电机控制的最难的地方

wangyj173 · 发表于 2016-5-8 20:52:07

1、六次换相即转动了一个电周期，也就是360度的电角度，

gy810986741 · 发表于 2016-5-9 08:41:43

wangyj173 发表于 2016-5-8 20:52
1、六次换相即转动了一个电周期，也就是360度的电角度，

嗯嗯，这个想通了，现在就是平衡控制的问题，还是有点不明白，如果说像直流电机那样的话，只需要控制正反转就行了，但是听说无刷电机的话，直立是需要靠转矩来进行控制的，不知道能否给点意见？

fengyunyu · 发表于 2016-5-9 08:48:30

论坛里有平衡车的开源

gy810986741 · 发表于 2016-5-9 09:47:53

fengyunyu 发表于 2016-5-9 08:48
论坛里有平衡车的开源

可是有关无刷电机的平衡车资料很少啊。。。

00superman00 · 发表于 2016-5-9 11:31:29

gy810986741 发表于 2016-5-6 17:01
这个4°是大概测出来的机械角度，也就是说霍尔每变化一个状态，对应的转子转过4°

ninebot的霍尔是接的

可不可能在低速就是用的4°这个最小分辨率呢

gy810986741 · 发表于 2016-5-9 14:34:00

00superman00 发表于 2016-5-9 11:31
可不可能在低速就是用的4°这个最小分辨率呢

不知道啊，如果用这个度数的话，应该不太可能做到这么柔和的控制吧？不是很懂。。。

00superman00 · 发表于 2016-5-9 14:51:19

gy810986741 发表于 2016-5-9 14:34
不知道啊，如果用这个度数的话，应该不太可能做到这么柔和的控制吧？不是很懂。。。 ...

个人感觉4°也够用了，你说的霍尔是120° 怎么求出最小分辨率是4°的三个霍尔分别占120° 还是一起占120°

gy810986741 · 发表于 2016-5-9 15:21:37

00superman00 发表于 2016-5-9 14:51
个人感觉4°也够用了，你说的霍尔是120° 怎么求出最小分辨率是4°的三个霍尔分别占120° 还是 ...

这个4°是机械角，也就是说电机转过4°的时候对应霍尔改变一次状态

wangyj173 · 发表于 2016-5-9 16:38:19

gy810986741 发表于 2016-5-9 15:21
这个4°是机械角，也就是说电机转过4°的时候对应霍尔改变一次状态

LZ做平衡车，是业余做，还是上班的工作内容？

gy810986741 · 发表于 2016-5-9 16:45:34

wangyj173 发表于 2016-5-9 16:38
LZ做平衡车，是业余做，还是上班的工作内容？

老师给的一个项目，我之前本科的时候做过用直流电机的平衡车

wangyj173 · 发表于 2016-5-9 18:19:11

gy810986741 发表于 2016-5-9 16:45
老师给的一个项目，我之前本科的时候做过用直流电机的平衡车

呵呵，不是做产品的话，就慢慢做呗。。。。。。。研究生就是要慢慢研究的。。。。。。。

gy810986741 · 发表于 2016-5-9 21:01:33

wangyj173 发表于 2016-5-9 18:19
呵呵，不是做产品的话，就慢慢做呗。。。。。。。研究生就是要慢慢研究的。。。。。。。 ...

我不是研究生…

关于平衡车无刷电机控制的几点疑问

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