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基于电压的扭矩控制v2.0.2

在这个库中,我们使用电压作为扭矩控制参数的替代品,这是为什么,它是如何运行的?

这到底是如何运行的?

电压控制算法从位置传感器读取角度a,从用户获取目标Uq电压值,通过FOC算法设置电机合适的U aU bU c。FOC算法确保这些电压在电机转子中产生的磁力与其永磁体的90度偏移,这保证了最大扭矩,这称为换相。

对于精确实现直流电机原理来说这是一种困难的方法。因为对于直流电动机来说,转子所产生的磁场与定子所产生的永磁场之间的90度角是基于硬件实现的。现在,当你有FOC算法保证的90度约束,你可以使用这个电压控制方法去控制任何其他直流电机。

因此,对于直流电动机,我们知道电机扭矩 T与电流I成正比:

T = I*K 

其中 K 是由其硬件定义的电机常数。 我们还知道,电流与设定的电压U成正比:

I  = (U - EMF)/R

其中 R是电机内阻,EMF是产生的反EMF电压。这个方程没有考虑任何动力学因素,但总的来说还是很有效的。

所以我们可以从所有这些中得出的结论是(如果我们忽略EMF):

T ~ I ~ U

这意味着扭矩与电流成比例。而由于电流与电压成比例,那么扭矩也与电压成比例。

注意:上述方法的约束!

这个成比例的假设只适用于静力学而不适用于动力学,这意味着由于不同的动力学效应将会有一些电流峰值。但如果电流不是很大,这些影响可以忽略。电流<5A。
对于真正的力矩控制环,我们需要测量电流,但用于电流测量的硬件在低功耗应用中并不常见,因此这种力矩控制实现是唯一绕过它的方法。