[原创]DIY电调的细节以及算法讨论

lijieamd · 发表于 2012-12-29 19:12:23

snglnc 发表于 2012-12-29 10:50
这是我找到的一篇论文，其中核心内容和楼主方法完全一样，包括语言都一样。我怀疑这篇论文是抄袭你的 ...

呵呵，这个貌似还真是复制了这篇帖子的一段描述和图片

lijieamd · 发表于 2012-12-29 19:13:47

本帖最后由 lijieamd 于 2012-12-30 01:41 编辑

沈家兴发表于 2012-12-29 12:10
看了楼主的 PID 有点疑惑，楼主目的是让转速恒定所以用了前次的30度角和当前检测的 30 度角做PID处理。
...

我这个PD并不是作用在速度环，而是换相环，对于速度大小没有任何影响，只会使速度变得更平滑，速度大小只由电流（或者说PWM）和负载决定
这个PD的作用其实和低通滤波有点相似，是为了防止速度波动造成的失步
但是这个滤波是一把双刃剑，好的一方面是可以稳定稳态转速，坏的方面是会影响动态性能，降低电调对给定PWM的响应速度。

Andre.Gorz · 发表于 2012-12-29 21:13:52

准备也从电调入手。
把楼主这老文章给挖起来了。。。

snglnc · 发表于 2012-12-30 21:00:04

lijieamd 发表于 2012-12-29 19:12
呵呵，这个貌似还真是复制了这篇帖子的一段描述和图片

唉, 这就是国内的论文, 赤裸裸的抄袭

球球 · 发表于 2013-1-4 22:01:28

mark 好贴跟进

球球 · 发表于 2013-1-5 10:45:29

lijieamd 发表于 2012-12-29 19:13
我这个PD并不是作用在速度环，而是换相环，对于速度大小没有任何影响，只会使速度变得更平滑，速度大小只 ...

你好，LZ。昨晚看到您的文章，现在还在领会中。最近自己也在玩电调，参考的就是德国MK的设计，但是看楼主好像不是。
我用的就是上桥臂PWM控制，下桥臂常开的方式。上图是我PWM在100%的时候测得的两相MOS管的输出，距离梯形波有很大的距离。我的过零检测用的就是mega8自带的模拟比较器，如何实现LZ提到的PWM同步检测了？
还望得到楼主的点拨！谢谢!

lijieamd · 发表于 2013-1-10 20:28:43

球球发表于 2013-1-5 10:45
你好，LZ。昨晚看到您的文章，现在还在领会中。最近自己也在玩电调，参考的就是德国MK的设计，但是看楼 ...

同步检测如果采用每个PWM周期只检测一次，那么在高速（高转速，或者高极对数）的时候存在一定问题，但是一个周期检测多次的方法用MCU不太容易实现，可能需要一些自定义的数字逻辑。
如果需要这种应用，可以参考ST的ST7MC的某文档，就是一个PWM周期检测多次。

一般采用滤波后，比较器检测会方便简洁一些，然后稍微做一些相移的补偿，效果也是不错的。

你的问题应该是相移造成的，适当补偿就可以了

球球 · 发表于 2013-1-11 14:35:56

lijieamd 发表于 2013-1-10 20:28
同步检测如果采用每个PWM周期只检测一次，那么在高速（高转速，或者高极对数）的时候存在一定问题，但是 ...

谢谢楼主，问题就是反电动势检测部分的RC电路的相移造成的，重新匹配了下电容，梯形波终于出现了。

球球 · 发表于 2013-1-15 15:43:11

您好楼主，有个问题想请教下您：
我的电调是仿德国MK设计的，用的是PPM调节的方式。
现在遇到的问题是：在电机转动后，当我把遥控器拉到零后，电机在停转后又会出现瞬间的启动，停止，再启动，停止。。大概持续一两次。经常会将MOS管击穿。当然，并不是每次调试都出现这样的状况，大概5次遇到一次吧。
我个人觉的可能是将PPM计算到PWM时出了问题，所以用串口输出了PPM以及PWM的值，发现在将遥控器拉低的过程中，PPM并没有出现降至0后再上升的情况。
会不会是硬件上的问题导致的了？

lightor90 · 发表于 2013-2-21 09:54:54

感觉你说的非常好，写了很久都没能写出程序，请问有没有源代码看看呢？

szy494468597 · 发表于 2013-2-21 22:37:59

mark BLDC电调

lyh_ocean · 发表于 2013-2-22 11:29:27

不错

yat · 发表于 2013-2-22 13:49:51

[原创] 性的东西都要顶一下！

wanstrive · 发表于 2013-3-11 10:57:21

毕业设计要做一个电调，现在还是个本科生，打算模仿MK的，先入门再提高，感觉好多东西哈！

eryueniao · 发表于 2013-3-19 19:30:49

cool

zq6220 · 发表于 2013-3-24 13:33:14

谢谢！留下了！

HYCJobe · 发表于 2013-3-24 14:09:05

lijieamd兄，请问你的电机是供电12V的吗？我想用你用的电机，能不能发个淘宝链接给我？看到速回，谢谢，有点急。

wanstrive · 发表于 2013-4-7 14:06:48

请问PWM同步检测具体是怎么实现的呢

崆峒 · 发表于 2013-4-7 15:44:04

多谢楼主分享

wanstrive · 发表于 2013-4-9 10:44:09

本帖最后由 wanstrive 于 2013-4-9 10:47 编辑

楼主你好，我参考你帖子里提到的换相闭环，自己做了后还存在一些问题，上传一些实验波形求交流：

现在的问题就是波形不太稳定，特别是低频的时候，总是隔着一个周期出现同样的波形。而且我在使用换相闭环的时候如果加上了D项，电机会运行不稳定，不知道是什么问题，求交流！

cxm007 · 发表于 2013-4-15 23:04:40

小弟不才，想diy，能否告知测量的一起是什么？虚拟示波器么？请赐教

lijieamd · 发表于 2013-4-16 21:01:30

这篇帖子写的比较早，到现在也过了很长的时间了，现在看来，我自己都觉得某些地方写的有问题了，大家参考使用的过程中，有可能有一些问题，我感到很抱歉，这里我就写一写我对BLDC控制的几点体会吧。

（1）关于过零后延时30度电角度换相的问题
为了尽量提高电源利用效率，BEMF过零后30度电角度是最佳换相点，但是30度电角度永远都只是一个预测值，因为我们无法知道BEMF过零的时候电机是在加速还是减速，而在航模上，一般不会有太大的外部扰动对电机转速造成影响，因此使得电机加速减速的主要原因就是给定的控制量了。也就是在固定某一个PWM值的时候，转速达到稳态，这个时候，换相时间基本相等，因此采用上一次的换相周期计算30度电角度，是比较准确的。而如果给定的PWM突变，那么电机会加速或者减速，这个时候30度电角度就不好预测了，如果加速度的绝对值不大，那么基本能在不失步的情况下达到稳态，如果给定PWM变化太大，那么有可能30度电角度相差太大，造成失步。一个简单的解决办法是限制PWM的大幅度变化，当然这个方法降低了控制器的暂态相应。更好的解决办法大家可以讨论讨论。
（2）换相后的续流问题
换相之后的初期，这一次的悬浮相在上一次是通电相，因此还在续流，短暂的时间内BEMF是无法观测的，这个时间的长短取决于相电流和电感，负载重的话，时间会比较长，启动的时候电机出力大，续流时间也会长一些。
一般需要换相后等待一段时间才检测BEMF，但如前面所说，这个时间长短并不好确定，时间太短，续流会产生“假过零”，时间太长会错过BEMF过零。
ST的ST7MC系列MCU的AN中有提到一种方法，是直接检测这个续流事件，检测到续流结束后立刻开始检测过零，但是此方法实现起来貌似并不容易，我尝试过实现这个方法，但是没有成功，大家可以讨论讨论检测方式，或者交流一下解决这个问题的方法。

以上是我觉得BLDC控制中的关键点，如果这两个问题能解决好，BLDC控制器将具有非常好的暂态性能，这对于四旋翼的控制来说是一个福音。

另外，我手头暂时没有商品电调，如果哪位坛友方便，有条件的话，测试一下它的暂态响应，测试方法是：
让电机带桨，固定好电机(一定注意要固定好)，先让电调启动，比如给5%的PCM信号，然后给一个阶跃到100%PCM（中间没有渐变过程，也就是PCM的第n个周期是5%,n+1个周期的时候，就是100%），用示波器抓取此过程中的2个信号：
（1）MCU的PWM输出
（2）某相电压
看看是否有可以借鉴的地方

kxm2008 · 发表于 2013-4-17 09:58:58

收藏备用

tian179587568 · 发表于 2013-4-21 22:23:23

lijieamd 发表于 2013-4-16 21:01
这篇帖子写的比较早，到现在也过了很长的时间了，现在看来，我自己都觉得某些地方写的有问题了，大家参考使 ...

我断断续续做电调也很久了，拜读楼主帖子N遍，现在才有所感悟，但是我一直觉得楼主帖子中有令我费解的地方，今天一来没想到您也对此说明了一下，不过我还是想问lz的这个波形图http://cache.amobbs.com/bbs_uplo ... 6/ourdev_533890.JPG是否实测。

zqbing · 发表于 2013-4-21 22:49:41

留着学习

tian179587568 · 发表于 2013-4-21 22:55:21

lijieamd 发表于 2013-1-10 20:28
同步检测如果采用每个PWM周期只检测一次，那么在高速（高转速，或者高极对数）的时候存在一定问题，但是 ...

我借用lz的思路，加上自己的理解，我目前实现了一个pwm周期检测两次，但是还没有测波形。刚才思考了了一番觉得有可能实现一个pwm周期检测四次，后面得验证下今天的想法。

lijieamd · 发表于 2013-4-24 16:10:42

本帖最后由 lijieamd 于 2013-4-24 20:18 编辑

tian179587568 发表于 2013-4-21 22:23
我断断续续做电调也很久了，拜读楼主帖子N遍，现在才有所感悟，但是我一直觉得楼主帖子中有令我费解的地 ...

最后的黄色的波形就是实测的，你发的这个图里波形是参考ST的

robin林 · 发表于 2013-4-25 21:47:14

这么好的贴啊

huaxingniu · 发表于 2013-4-28 15:50:18

先做个记号先。

wanstrive · 发表于 2013-4-29 13:59:15

tian179587568 发表于 2013-4-21 22:55
我借用lz的思路，加上自己的理解，我目前实现了一个pwm周期检测两次，但是还没有测波形。刚才思考了了一 ...

怎么实现一个PWM周期检测4次呢

enthier · 发表于 2013-4-29 15:01:36

球球发表于 2013-1-5 10:45
你好，LZ。昨晚看到您的文章，现在还在领会中。最近自己也在玩电调，参考的就是德国MK的设计，但是看楼 ...

你好，你的电调的电容是怎样匹配的，我的波形和你的有点像。

yat · 发表于 2013-5-1 18:35:54

mark DIY电调的细节以及算法讨论

mtjjjjj · 发表于 2013-5-3 11:43:53

先收藏下，晚上好好研究下

tian179587568 · 发表于 2013-5-15 11:50:28

wanstrive 发表于 2013-4-29 13:59
怎么实现一个PWM周期检测4次呢

我用的单片机一个定时器有四个通道，我的pwm产生是由软件完成的，占用两个通道，其中一个输出高电平，一个输出低电平，在电平切换之前各监测一次比较器的输出，另外两个定时器的通道也在规定的时间各进行一次监测。

993809188 · 发表于 2013-5-16 10:37:57

楼主，你好，请问“反电势共模信号被电源轨给斩了”是什么意思

WUST_LJS · 发表于 2013-5-19 20:09:25

厉害！感谢分享！

达达鲁 · 发表于 2013-5-28 16:29:09

mark,非常好

yat · 发表于 2013-5-30 14:47:42

mark DIY电调的细节以及算法讨论

mayahs2369 · 发表于 2013-6-5 15:48:22

好贴，正好在用示波器测量无刷电机相电压，波形就像消磁过零换相.JPG 的那样，但是不理解为何是这样的波形，幸好找到了lz的帖子

IKEYKAO · 发表于 2013-6-9 14:37:57

楼主好，很抱歉打扰你，我现在要做一个无刷电机的控制器，使用的是MK1.2版本的硬件，但我使用的是28引脚的ATMEGA8，没有ADC6和ADC7，但不要IIC通信，能否把ADC4和ADC5代替ADC6和ADC7检测电压和电流？软件怎么更改才能实现（是不是直接改analog.c里的两个采集参数就行了？）？谢谢了，控制器是一通电就启动。

logosz · 发表于 2013-6-10 22:53:15

楼主你好，我刚接触BLDC control.请教你个问题。

看了几天资料，因为我没有实际测试过BLDC运行时候的波形，刚开始看这个波形，感觉有些疑惑。

我针对这个波形图说下我的理解，你看我理解的对不对。

我的理解是，我画黑方框部分的是由电源直接加在马达上的PWM波形，而黑圆圈标注的是该波形所在相线自身本身已经失去电源的供电，之所以还有波形是由于剩下的两相通电，电机运转感应出来的电动势。一个方框和两个圆框结合到一起就形成了所谓的梯形波了。不知道我的理解对不对。

lijieamd · 发表于 2013-6-11 00:29:24

logosz 发表于 2013-6-10 22:53
楼主你好，我刚接触BLDC control.请教你个问题。

看了几天资料，因为我没有实际测试过BLDC运行时候的波形 ...

没错，因为同时只有两相通电，另一相悬浮，所以才能观测到bemf

掌中沙 · 发表于 2013-6-11 14:27:32

mark``````````````````

logosz · 发表于 2013-6-11 17:52:52

本帖最后由 logosz 于 2013-6-11 17:59 编辑

lijieamd 发表于 2013-6-11 00:29
没错，因为同时只有两相通电，另一相悬浮，所以才能观测到bemf

楼主你好，关于你发的波形图，我看了还是觉得有些迷惑，你再帮我看我的理解对不对。

1，首先你这个波形图是电机的三个相线的端点的波形，并不是单片机IO口的输出波形（这一点一开始我都没有注意到，结果导致我看的摸不着北了，我,觉得现在我的理解是对的吧）。

2，我再说下我对这个波形的认识，我把波形标了标号，方便说明。
我以中间的那个B相为例。首先①表示此时B相线所在的桥臂的下桥臂导通，B相此时处于接地状态。所以示波器波形显示为低电平。对应着A相上桥臂加以PWM波。也就是AB相导通，此时C相浮空，就会产生⑤的感应电势波形。⑤过后同时将B相桥臂关断，B相浮空。此时开始换相，A相仍保持为上桥臂PWM，④表示C相所在下桥臂导通接地。也就是AC相通电，此时由于B相浮空所以会产生②的感应电动势。然后这样子类推循环下去。

lijieamd · 发表于 2013-6-12 00:29:07

logosz 发表于 2013-6-11 17:52
楼主你好，关于你发的波形图，我看了还是觉得有些迷惑，你再帮我看我的理解对不对。

1，首先你这个波形 ...

对的，这是上桥臂调制的波形，你也可以分析一下下桥臂调制的情况，这些弄清楚后，就可以继续分析在各个PWM阶段的电流走向

zhangshixing · 发表于 2013-6-20 07:59:33

学习了啊。。。。。。。。。。

yjcclove · 发表于 2013-7-26 13:39:05

mark，这下够了吧

xiefy21 · 发表于 2013-8-12 22:06:02

mark……
顶一个…

wujohn · 发表于 2013-8-26 07:16:00

标记！mark！

huang_4115 · 发表于 2013-8-26 21:41:50

顶一下

KingYoung · 发表于 2013-8-31 13:20:28

感谢分享!!!

三石 · 发表于 2013-9-5 10:53:12

mark，学习下

y7281 · 发表于 2013-9-5 12:53:06

学习中。

LingYi · 发表于 2013-9-9 09:39:25

赞一个。

xuanfong1 · 发表于 2013-9-27 12:50:11

新手啊，刚刚用51把一个电机弄转，还是仿的，自制还差得远啊

alienking · 发表于 2013-12-27 17:15:13

牛人啊

starsun · 发表于 2013-12-28 18:07:12

好帖值得一看

starsun · 发表于 2013-12-28 23:22:18

收藏先，可以参考一下

智波景严 · 发表于 2014-1-11 02:38:04

马克吐温

xueyulangren · 发表于 2014-3-3 17:48:37

厉害!mark

机器人天空 · 发表于 2014-3-3 19:04:36

楼主写的不错啊

xueyulangren · 发表于 2014-3-3 22:06:34

好贴留名！
学习了~

cntsw · 发表于 2014-3-19 15:31:26

好贴 Mark！

cntsw · 发表于 2014-3-21 17:28:51

为什么上臂导通时干扰很小，下臂导通干扰很大，并且电机运行时伴有杂音

hncel · 发表于 2014-5-21 11:00:38

值得学习，好帖子。

wjhltk · 发表于 2014-5-23 11:55:04

好贴，值得珍藏，有空好好研究一下。

useisbb · 发表于 2014-5-25 01:02:16

mark.............................

useisbb · 发表于 2014-5-27 16:46:51

楼主：帮忙看看了，我搞电调搞了很久也没搞出来。
下图是强制换向转动的波形，
蓝色通道是中心点电压也是比较器公共的电压比较点，黄色通道是其中一个比较器正的输出端。
有电调的童鞋们能帮着看看你们的电调比较器的输入端波形吗？
分析我这个波形可以看出（我认为的反向电动势的边沿在比较器前没有任何交叉）所以与.....失败，请指点

xueyulangren · 发表于 2014-5-28 22:57:27

请教一下楼主，为什么我做的电调Back-EMF后边段在电机高速旋转的时候就没有了呢？图片见此贴：http://www.amobbs.com/thread-5582693-1-1.html

xueyulangren · 发表于 2014-6-3 16:58:09

想请教一下楼主，为什么我DIY的电调，当由AB相切换到AC相的时候，B相产生的Back-EMF的波形衰减的很快，也就是说B相（其他相也是）上升沿的Back-EMF和下降沿的Back-EMF不对称呢？尤其是当转速提高以后，特别明显

M.Bing · 发表于 2014-6-12 19:47:49

MARK，不知道楼主能否把原理图贴上来

sylarwcy · 发表于 2014-6-15 17:45:30

做电调就从你这儿开始起步咯

yanyanyan168 · 发表于 2014-6-15 20:41:44

学习了，谢谢楼主

huangxia6 · 发表于 2014-6-17 10:36:37

强帖留名，回家慢慢看!

songshanxiaozi · 发表于 2014-6-17 13:10:40

感光板做的很清晰。能请教下怎么做到的么？
我做的不太好。我用的复印纸，太阳光曝光，三氯化铁腐蚀的

fldn421 · 发表于 2014-6-30 14:58:50

楼主你好，我现在做的电调是用外部比较器 LM339，在消磁部分你的策略是怎么样处理的，希望能交流一下，谢谢！

eyouabc · 发表于 2014-8-9 14:40:52

顶一下。学习学习

jhong · 发表于 2014-8-21 09:53:58

谢谢分享，收藏

feiban001 · 发表于 2014-8-21 14:18:06

mark

loveduck · 发表于 2014-9-20 12:57:02

楼主可有高频注入法的技术

frank_88888 · 发表于 2014-9-20 14:03:19

学习，mark!

Yahom · 发表于 2014-9-20 17:50:46

好帖子，mark

396221798 · 发表于 2014-9-25 19:37:58

本帖最后由 396221798 于 2014-9-26 07:59 编辑

lijieamd 发表于 2012-12-29 19:13
我这个PD并不是作用在速度环，而是换相环，对于速度大小没有任何影响，只会使速度变得更平滑，速度大小只 ...

电调硬件用好赢的
现在硬件没问题的，软件换向部分还要搞一下换向！
这个帖子是论坛中关于讨论同步检测的帖子中比较细腻的所以希望得到大家的共鸣
PWM用PCA做了一个8K的256步可调的PWM方波
下面这些图片都一些论坛的笔记！

现在的问题就是如何有效的检测到过零信号，如何滤除无效的过零信号

cjh5750 · 发表于 2014-9-26 10:37:33

我的赶脚是楼主很牛逼，很高尚

396221798 · 发表于 2014-9-27 09:49:29

没有低通滤波的情况如何有效地过零检测我一直没搞通

tianmingnm · 发表于 2014-9-27 10:25:17

学习了，很好

犯戒和尚 · 发表于 2014-9-27 10:26:09

mark

yaake · 发表于 2014-9-27 11:30:37

多谢分享，

396221798 · 发表于 2014-10-2 10:44:14

毛用没人理我艹

mandzy · 发表于 2014-11-26 20:34:14

如果反电势采样电路的滤波电容为104，那么当电机转速太高的话，过零点滞后超过30度，怎么补偿，有一个方法是整体滞后一个扇区，但是这样会影响响应的快速性，有没有人有好的方法？

xiangbin099 · 发表于 2014-11-30 21:41:53

赞一个……

tjcf · 发表于 2014-12-21 20:59:26

学习来了

xurenhui · 发表于 2014-12-22 09:02:53

YAO DIGN YXIA ,BU CUO

chiefdh · 发表于 2014-12-28 16:03:08

大神，求q

sj1125055001 · 发表于 2014-12-28 16:57:14

不错学习

jamesdeep · 发表于 2015-5-18 23:04:21

用Atmega单片机怎么实现在每个PWM的周期检测一次过零？另外如果PWM频率是10K，岂不一秒要检测一万次过零条件？这样普通单片机完全承受不了啊，LZ怎么看？

不曾知晓 · 发表于 2015-6-26 11:08:16

帖子都这么久了啊，mark

jamesdeep · 发表于 2015-8-15 21:29:36

本帖最后由 jamesdeep 于 2015-8-15 22:27 编辑

又重新看了一次LZ的帖子，对LZ的启动存有较大疑问：

“现在的问题是,一开始转子是静止的,也就是不存在反电势,也不存在图中所谓的对应关系表,但是我们可以先给六步中的任意一步通以极低占空比的PWM,并且在每一个PWM都检测三相反电势,并对应图中的状态表切换,那么一开始假设通UV相,有以下几种可能性

第一种,当前转子正在UV的力矩向量上,那么转子不会移动,也不会有任何反电势产生,因此在每一个PWM周期检测到的三相反电势都没有意义,处于一个稳态,转子锁死
第二种,当前转子正在UV的力矩之前,那么转子会向UV力矩移动,并且在某一个PWM周期我们可以检测到已经进入UW力矩的前方,这是加速态
第三种,当前转子正在UV的力矩之后,那么转子会向UV-WV力矩方向移动,并且在某一个PWM周期我们可以检测到已经进入WV力矩的后方,这是反转态
现在我们的任务就是在每个PWM周期检测并且判断处于哪种状态,如果锁死,则切换下一步通电,如果反转,则强制保持当前通电直到锁死,然后切换到下一步通电
一定要将反转扼杀于60电角度以内,扼杀于摇篮中!”

根据以上描述，LZ的意思是先给任意两相通电，根据检测到的反电动势判断当前处于哪一种状态，问题是启动的时候速度为0，反电动势是无效的，根据什么判断当前状态？LZ的启动真的是依靠检测反电动势实现的吗？根据我目前的了解，LZ检测的应该是母线电流吧，根据母线电流的变化趋势来判断当前状态？亦或是采用线电压差法获得双倍的反电动势？LZ揭开谜底吧

yick · 发表于 2015-8-15 22:50:38

楼主真了不起，顶起

王二狗子 · 发表于 2015-9-6 17:27:16

正在拜读 timegate 墨鸢的全攻略，特来拜读此文，受教了，多谢楼主！

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