電機控制原理

　　無刷電機屬于自換流型（自我方向轉換），因此控制起來更加復雜。

　　BLDC電機控制要求了解電機進行整流轉向的轉子位置和機制。對于閉環速度控制，有兩個附加要求，即對于轉子速度/或電機電流以及PWM信號進行測量，以控制電機速度功率。

　　BLDC電機可以根據應用要求采用邊排列或中心排列PWM信號。大多數應用僅要求速度變化操作，將采用6個獨立的邊排列PWM信號。這就提供了最高的分辨率。如果應用要求服務器定位、能耗制動或動力倒轉，推薦使用補充的中心排列PWM信號。

　　為了感應轉子位置，BLDC電機采用霍爾效應傳感器來提供絕對定位感應。這就導致了更多線的使用和更高的成本。無傳感器BLDC控制省去了對于霍爾傳感器的需要，而是采用電機的反電動勢(電動勢)來預測轉子位置。無傳感器控制對于像風扇和泵這樣的低成本變速應用至關重要。在采有BLDC電機時，冰箱和空調壓縮機也需要無傳感器控制。

　　空載時間的插入和補充

　　大多數BLDC電機不需要互補的PWM、空載時間插入或空載時間補償。可能會要求這些特性的BLDC應用僅為高性能BLDC伺服電動機、正弦波激勵式BLDC電機、無刷AC、或PC同步電機。

　　控制算法

　　許多不同的控制算法都被用以提供對于BLDC電機的控制。典型地，將功率晶體管用作線性穩壓器來控制電機電壓。當驅動高功率電機時，這種方法并不實用。高功率電機必須采用PWM控制，并要求一個微控制器來提供起動和控制功能。

　　運動控制原理

　　運動控制與機器人密切相關。工業應用中的機器人必須透過由多款電機所構成的致動器才能自行移動，以執行任務或透過機器手臂抓取工具。

　　機器人的運動控制系統通常由電機控制器、電機驅動、電機本體(多為伺服電機)組成。電機控制器具備智能運算功能，并可傳送指令以驅動電機。驅動可提供增壓電流，根據控制器指令以驅動電機。電機可以直接移動機器人，也可通過傳動系統或鏈條系統讓機器人移動。

　　圖1：機器人的運動控制系統。

　　輸出類型

　　移動機器人往往用于探索大范圍面積的土地，并能夠使用各種螺旋槳、機器腳、輪子、軌道或機器臂移動。例如各種NI展示平臺，包括VINI、VolksBot與Isadora。這些機器人分別使用了全向輪(Mecanum wheel)、一般輪以及機器手臂。而針對嵌入式控制，則可通過NI CompactRIO等嵌入式平臺，并整合實時控制器與FPGA。CompactRIO亦包含可重配置機箱，能夠容納多樣化的I/O配置，包含傳感器輸入與電機控制。

　　VINI是使用全向輪的機器人平臺，能以多方向行進。除了像傳統輪子般的前進與后退，全向輪亦可將輪軸旋轉為相反方向，以任何方向行進。此款車輪已普遍用于必須能在狹小空間中移動的自動堆高機等應用。

　　VINI還是一款地圖描繪機器人，通過NI工業級控制器與CompactRIO執行路徑規劃與數據處理作業。嵌入式的工業級控制器提供雷射掃描地圖，并執行機器視覺處理，讓CompactRIO接收傳感器數據，并在攝像機系統上控制伺服電機。