移动机器人技术-课件 项目4-任务5-直流电机的控制.pptx

项目四：移动机器人手动控制实践

直流电机的控制任务五：直流电机的控制课程目标：一、了解直流电机的基本原理和分类；二、了解CAN总线协议；三、掌握基于CAN总线的直流电机控制。

直流电机的控制知识储备一：直流电动机工作原理直流电动机有两个弧形铜制换向片，换向片之间用绝缘材料隔开，线圈abcd的两出线端分别与两个换向片相连，电刷A、B与换向片相接触且固定不动，这就是最简单的换向器。与直流电动机不同的是，线圈没有原动机拖动，电刷A、B接至直流电源，线圈abcd中有电流流过，电流的方向如图所示。载流导体受到的电磁力为f=Bli。

直流电机的控制知识储备一：直流电动机工作原理导体受力的方向用左手定则确定。在图示瞬间，导体ab的受力方向是从右向左，导体cd的受力方向是从左向右，都产生逆时针方向的转矩，使电枢逆时针方向转动。当电枢转过180°时，导体cd在N极下，导体ab在S极下，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷A流入，经导体cd、ab后，从电刷B流出，但线圈内电流方向发生了变化，导体cd受力方向变为从右向左，导体ab受力方向变为从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向，使线圈继续沿逆时针方向旋转。因此，由于换向器的作用，直流电流交替地由导体ab和cd流入，使处于N极下的线圈边中电流的方向总是由电刷A流入，而处于S极下的线圈边中电流的方向总是从电刷B流出，从而产生方向不变的转矩，使电动机连续旋转，这就是直流电动机的工作原理。

直流电机的控制知识储备二：CAN通信协议CAN是控制器域网(ControllerAreaNetwork,CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOACH公司开发，并最终成为国际标准（ISO11898），CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。

直流电机的控制知识储备二：CAN通信协议

直流电机的控制知识储备二：CAN通信协议CAN协议特点：（1）多主控制。（2）系统的柔软性。（3）通信速度较快，通信距离远。（4）具有错误检测、错误通知和错误恢复功能。（5）故障封闭功能。（6）连接节点多。

直流电机的控制知识储备二：CAN通信协议CAN协议通过数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧、帧间隔5种类型的帧进行。数据帧用于发送单元向接收单元传送数据的帧。遥控帧用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据的帧。错误帧用于当检测出错时向其他单元通知错误的帧。过载帧用于接收单元通知其尚未做好接收准备的帧。间隔帧用于将数据帧及遥控帧与前面的帧分离开来的帧。

直流电机的控制知识储备二：CAN通信协议CAN数据帧

直流电机的控制知识储备二：CAN通信协议CAN数据帧

直流电机的控制知识储备三：大疆M2006电机M2006P36电机采用三相永磁直流无刷结构，具有输出转速高、体积小、功率密度高的特点。M2006内置位置传感器，提供精确的位置反馈，以FOC矢量控制方式使电机产生连续的扭矩。减速箱减速比为36：1。电机的额定输入电压为24V，额定电流为3A。

直流电机的控制知识储备三：大疆M2006电机电调发送报文格式

直流电机的控制知识储备三：大疆M2006电机电调接收报文格式

直流电机的控制工程实践一单电机的手动控制实践内容：编写程序控制单个电机按照低速（给定电流200mA）和高速（给定电流1000mA）分别各运行2s，运行3轮后停止。硬件接线：将M2006电机接至中心板，中心板的CAN总线接至主控板的CAN接口，注意中心板上的CAN_H、CAN_L接口需与主控板上的CAN_H、CAN_L接口严格对应。软件调试：打开配套的工程文件，点击编译、下载，观察电机是否按要求运动。

直流电机的控制工程实践一单电机的手动控制关键代码分析

直流电机的控制工程实践一单电机的手动控制关键代码分析

直流电机的控制工程实践一单电机的手动控制关键代码分析

直流电机的控制小结与拓展一、利用遥控器实现控制电机的加速、减速、启动、停止等功能，其中加减速分为三档，第一档的电流增加或减少量为200，第二档的电流增加或减少量为500，第三档的电流增加或减少量为1000。二、实现电机反馈数据的接收，并将其显示在LCD上。