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  • PWM控制波形

    2016-09-03 17:39:52
    PWM控制波形
  • PWM控制电机

    2018-09-11 21:39:00
    PWM控制电机转动,PWM调制脉宽,采用的是STM32单片机,驱动用的是l298n
  • PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM控制技术正是有赖于在逆 变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。PWM技术的具体应用 PWM软件法控制充电电流 本方法的基本...

    PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。

    PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM控制技术正是有赖于在逆 变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。

    PWM技术的具体应用

    PWM软件法控制充电电流

    本方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端口,在不改变PWM方波周期的前提下,通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比,从而控制充电电流。本方法所要求的单片机必须具有ADC端口和PWM端口这两个必须条件,另外ADC的位数尽量高,单片机的工作速度尽量快。在调整充电电流前,单片机先快速读取充电电流的大小,然后把设定的充电电流与实际读取到的充电电流进行比较,若实际电流偏小则向增加充电电流的方向调整PWM 的占空比;若实际电流偏大则向减小充电电流的方向调整PWM的占空比。在软件PWM的调整过程中要注意ADC的读数偏差和电源工作电压等引入的纹波干扰,合理采用算术平均法等数字滤波技术。软件PWM法具有以下优缺点。

    优点:

    简化了PWM的硬件电路,降低了硬件的成本。利用软件PWM不用外部的硬件PWM和电压比较器,只需要功率MOSFET、续流磁芯、储能电容等元器件,大大简化了外围电路。

    可控制涓流大小。在PWM控制充电的过程中,单片机可实时检测ADC端口上充电电流的大小,并根据充电电流大小与设定的涓流进行比较,以决定PWM占空比的调整方向。

    电池唤醒充电。单片机利用ADC端口与PWM的寄存器可以任意设定充电电流的大小,所以,对于电池电压比较低的电池,在上电后,可以采取小电流充一段时间的方式进行充电唤醒,并且在小电流的情况下可以近似认为恒流,对电池的冲击破坏也较小。

    缺点:

    电流控制精度低。充电电流的大小的感知是通过电流采样电阻来实现的,采样电阻上的压降传到单片机的ADC输入端口,单片机读取本端口的电压就可以知道充电电流的大小。若设定采样电阻为Rsample(单位为Ω),采样电阻的压降为Vsample(单位为mV), 10位ADC的参考电压为5.0V。则ADC的1 LSB对应的电压值为 5000mV/1024≈5mV。一个5mV的数值转换成电流值就是50mA,所以软件PWM电流控制精度最大为50mA。若想增加软件PWM的电流控制精度,可以设法降低ADC的参考电压或采用10位以上ADC的单片机。

    PWM采用软启动的方式。在进行大电流快速充电的过程中,充电从停止到重新启动的过程中,由于磁芯上的反电动势的存在,所以在重新充电时必须降低PWM的有效占空比,以克服由于软件调整PWM的速度比较慢而带来的无法控制充电电流的问题。

    充电效率不是很高。在快速充电时,因为采用了充电软启动,再加上单片机的PWM调整速度比较慢,所以实际上停止充电或小电流慢速上升充电的时间是比较大的。

    为了克服2和3缺点带来的充电效率低的问题,我们可以采用充电时间比较长,而停止充电时间比较短的充电方式,例如充2s停50ms,再加上软启动时的电流慢速启动折合成的停止充电时间,设定为50ms,则实际充电效率为(2000ms-100ms)/2000ms=95%,这样也可以保证充电效率在90%以上。

    纯硬件PWM法控制充电电流

    由于单片机的工作频率一般都在4MHz左右,由单片机产生的PWM的工作频率是很低的,再加上单片机用ADC方式读取充电电流需要的时间,因此用软件PWM的方式调整充电电流的频率是比较低的,为了克服以上的缺陷,可以采用外部高速PWM的方法来控制充电电流。现在智能充电器中采用的PWM控制芯片主要有TL494等,本PWM控制芯片的工作频率可以达到300kHz以上,外加阻容元件就可以实现对电池充电过程中的恒流限压作用,单片机只用一个普通的I/O端口控制TL494使能即可。另外也可以采用电压比较器替代TL494,如LM393和LM358等。采用纯硬件PWM具有以下优缺点。

    优点:

    电流精度高。充电电流的控制精度只与电流采样电阻的精度有关,与单片机没有关系。不受软件PWM的调整速度和ADC的精度限制。

    充电效率高。不存在软件PWM的慢启动问题,所以在相同的恒流充电和相同的充电时间内,充到电池中的能量高。

    对电池损害小。由于充电时的电流比较稳定,波动幅度很小,所以对电池的冲击很小,另外TL494还具有限压作用,可以很好地保护电池。

    缺点:

    硬件的价格比较贵。TL494的使用在带来以上优点的同时,增加了产品的成本,可以采用LM358或LM393的方式进行克服。

    涓流控制简单,并且是脉动的。电池充电结束后,一般采用涓流充电的方式对电池维护充电,以克服电池的自放电效应带来的容量损耗。单片机的普通I/O控制端口无法实现PWM端口的功能,即使可以用软件模拟的方法实现简单的PWM功能,但由于单片机工作的实时性要求,其软件模拟的PWM频率也比较低,所以最终采用的还是脉冲充电的方式,例如在10%的时间是充电的,在另外90%时间内不进行充电。这样对充满电的电池的冲击较小。

    单片机 PWM控制端口与硬件PWM融合

    对于单纯硬件PWM的涓流充电的脉动问题,可以采用具有PWM端口的单片机,再结合外部PWM芯片即可解决涓流的脉动性。

    在充电过程中可以这样控制充电电流:采用恒流大电流快速充电时,可以把单片机的PWM输出全部为高电平(PWM控制芯片高电平使能)或低电平(PWM控制芯片低电平使能);当进行涓流充电时,可以把单片机的PWM控制端口输出PWM信号,然后通过测试电流采样电阻上的压降来调整PWM的占空比,直到符合要求为止。

    PWM一般选用电压控制型逆变器,是通过改变功率晶体管交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率,改变每半周期内晶体管的通断时间比,也就是说通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压副值的大小。

    其整流部分与逆变部分基本是对称的。

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  • 以SG3525为例,简要介绍了PWM控制芯片的工作原理,分析了决定PWM控制芯片脉冲频率的主要因素及其关系,给出了用PWM控制芯片实现变频控制的思路与方法。
  • PWM控制的基本原理

    2021-01-13 00:41:01
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  • PWM控制技术广泛地应用于开关稳压电源,不间断电源(UPS),以及交直流电动机传动等领。本文阐述了PWM变频调速系统的基本原理和特点,并在此基础上给出了一种基于MitelSA866DE三相PWM波形发生器和绝缘栅双极功率晶体管...

    绪论

    脉宽调制

    (PWM)

    控制技术,是利用半导体开关器件的导通和关断,把直流电压变

    成电压脉冲序列,

    并控制电压脉冲的宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频目的的一

    种控制技术。

    PWM

    控制技术广泛地应用于开关稳压电源,不间断电源

    (UPS)

    ,以及交

    直流电动机传动等领。

    本文阐述了

    PWM

    变频调速系统的基本原理和特点,

    并在此基础

    上给出了一种基于

    Mitel   SA866DE

    三相

    PWM

    波形发生器和绝缘栅双极功率晶体管

    (IGBT)

    的变频调速设计方案。

    直流电动机具有优良的调速特性

    ,

    调速平滑、方便

    ,

    调速范围广

    ;

    过载能力大

    ,

    能承受频繁的冲击负载

    ,

    可实现频繁的无级快速起动、制动

    和反转

    ;

    能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求,在许多需要调速或快

    速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。

    直流电动机的转速调节主要有三种方法:

    调节电枢供电的电压、

    减弱励磁磁通和

    改变电枢回路电阻。针对三种调速方法,都有各自的特点,也存在一定的缺陷。例如

    改变电枢回路电阻调速只能实现有级调速,

    减弱磁通虽然能够平滑调速,

    但这种方法

    的调速范围不大,一般都是配合变压调速使用。所以,在直流调速系统中,都是以变

    压调速为主。

    其中,

    在变压调速系统中,

    大体上又可分为可控整流式调速系统和直流

    PWM

    调速系统两种。直流

    PWM

    调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点

    :

    由于

    PWM

    调速系统的开关频率较高

    ,

    仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流

    ,

    低速特性好,稳速精度高,调速范围宽,可达

    1

    10000

    左右

    ;

    同样

    ,

    由于开关频率高

    ,

    快速响应特性好

    ,

    动态抗干扰能力强

    ,

    可以获得很宽的频带

    ;

    开关器件只工作在开关状

    ,

    主电路损耗小

    ,

    装置效率高

    ;

    直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流

    器高。

    正因为直流

    PWM

    调速系统有以上的优点,

    并且随着电力电子器件开关性能的不断

    提高

    ,

    直流脉宽调制

    (

    PWM)

    技术得到了飞速的发展。

    传统的模拟和数字电路

    PWM

    已被

    大规模集成电路所取代

    ,

    这就使得数字调制技术成为可能。

    目前

    ,

    在该领域中大部分应

    用的是数字脉宽调制器与微处理器集为一体的专用控制芯片

    ,

    TI

    公司生产的

    TMS320C24X

    系列芯片。

    电动机调速系统采用微机实现数字化控制

    ,

    是电气传动发展的

    主要方向之一。采用微机控制后

    ,

    整个调速系统实现全数字化

    ,

    结构简单

    ,

    可靠性高

    ,

    操作维护方便

    ,

    电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平

    ,

    静动态各项指标均能较

    好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。

    展开全文
  • STM32 电机PWM控制

    千次阅读 多人点赞 2020-08-19 22:25:48
    2.1 STM32电机PWM控制 我们这里提供左右两个电机PWM控制代码,在公众号:小白学移动机器人,发送:电机PWM控制,即可获得源码工程下载链接。 2.1.1 实现工具 STM32单片机、直流减速电机、TB6612双路电机驱动器、keil...

    2.1 STM32电机PWM控制

    我们这里提供左右两个电机PWM控制代码,在公众号:小白学移动机器人,发送:电机PWM控制,即可获得源码工程下载链接。

    2.1.1 实现工具

    STM32单片机、直流减速电机、TB6612双路电机驱动器、keil5

    2.1.2 电机实物接线图解

    具体到我们的电机,我们可以看看电机后面的图解。

    img
    中间的四根线(红绿白黑)是编码器的线,只是用于测速,和直流电机本身没有联系。

    综上所述,我们只需控制施加在黄线和棕色线两端的直流电压大小和极性即可实现调试和换向。

    2.1.3 TB6612FNG 使用说明

    要实现上面的调试和换向功能,我们可以使用单片机实现的,但是单片机IO 的带负载能力较弱,而直流电机是大电流感性负载,所以我们需要功率放大器件,在这里,我们选择了 TB6612FNG驱动器。

    TB6612FNG 是东芝半导体公司生产的一款直流电机驱动器件,它具有大电流MOSFET-H 桥结构,双通道电路输出,可同时驱动 2 个电机。也许大家更熟悉 L298N,其实这两者的使用基本一致的。而且,相比 L298N 的热耗性和外围二极管续流电路,它无需外加散热片,外围电路简单,只需外接电源滤波电容就可以直接驱动电机,利于减小系统尺寸。对于PWM信号输入频率范围,高达100KHz的频率足以满足我们大部分的要求:

    img
    以下是TB6612模块测试一个电机的接线图:
    img

    VM直接接电池即可,VCC是内部的逻辑供电,一般给3.3v或者5v都行,模块的3个GND接任意一个就行。STBY置高模块才能正常工作。

    完成上面的接线之后,我们可以开始控制电机了,上图中红色的部分的5个引脚控制一路电机,蓝色部分控制另一路电机,这里以A路为例。A01和A02分别接电机的+和-。然后同PWMA,AIN2,AIN1控制电机。其中PWMA接到单片机的PWM引脚,一般10KHZ即可,并通过改变占空比调节电机的速度。下面是真值表:

    img

    AIN1接3.3-5v、AIN2接GND,PWMA接到3.3-5v。这样相当于控制电机满占空比正转,反转相反。

    2.1.4 部分代码分享

    我这里就用通俗的话描述一下定时器的PWM。

    首先明确一点,STM32单片机引脚PWM电压输出一般为0-3.3V。该电压属于有效值,看过波形的大家都知道,PWM一个周期内有高电平和低电平。切换电平标志就是0-自动重载值范围内的一个数,相比即可得到PWM的百分比大小。例如TIM1->CCR1这个寄存器就存放了一个这样的数字。当定时器的计数器比较当前数字等于TIM1->CCR1,立即切换引脚电平状态。

    大家都知道每一个定时器的内部都有一个16计数器,根据计数模式的不同,该计数器存在自加、自减两种情况,这里按自加描述。定时器硬件配置的时候往往需要我们填入两个参数,自动重载值 arr、预分频值psc。

    预分频值psc的作用:决定该定时器的时钟频率的大小。

    自动重载值 arr的作用:范围在0-65535之间,决定该定时器溢出的位置大小。

    举个例子,这里按照单片机系统时钟72MHz描述,如果psc=7200,那么该定时器的时钟频率为72M/7200=10KHz,也就是说该计数器每秒自加10000次数据。如果arr=1000,那么也就是说该定时器1000/10000=0.1溢出一次,也就是说该PWM的频率为1/0.1=10Hz。

    (1)TB6612驱动器引脚配置、PWM配置

    Motor_Init函数中的四个引脚选择根据每个人的情况而定,需要做必要的更改。

    PWM_Init函数中具体的PWM引脚选择也是根据每个人的情况而定,如果可以的话,可以直接按照这里的配置使用。

    #include "pwm.h"
    
    /**************************************************************************
    函数功能:motor相关引脚初始化
    入口参数:tb6612驱动需要的引脚初始化,具体使用哪些引脚根据各自的情况而定
    返回  值:无
    **************************************************************************/
    void Motor_Init(u16 arr,u16 psc)
    {
    	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;	//端口配置
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //推挽输出
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     //50M
    	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);				  //根据设定参数初始化GPIOB 
    	
    	PWM_Init(arr,psc);
    }
    
    /**************************************************************************
    函数功能:控制电机的两路PWM初始化
    返回  值:无
    **************************************************************************/
    void PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
    {		 		
    	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    	
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);    // 
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  //使能GPIO外设时钟使能
    	//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH1 CH4的PWM脉冲波形
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_11;   //TIM_CH1 //TIM_CH4
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;         //复用推挽输出
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	 
    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;              //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  不分频
    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;           //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    	TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);        //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    
    
    	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;      //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
    	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;                            //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
    	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性:TIM输出比较极性高
    	TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);               //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
    	TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);               //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
    
    	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);	                  //MOE 主输出使能	
    
    	TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);     //CH1预装载使能	 
    	TIM_OC4PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);     //CH4预装载使能	 
    
    	TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);                   //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
    
    	TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);                                //使能TIM1
     
    } 
    
    

    (2)PWM电机控制

    #include "motor.h"
    
    //左右轮电机PWM变量
    
    int motorLeft     = 0;
    int motorRight    = 0;         
    
    /**************************************************************************
    函数功能:赋值给PWM寄存器
    入口参数:左轮PWM、右轮PWM
    返回  值:无
    **************************************************************************/
    void Set_Pwm(int motorLeft,int motorRight)
    {
    	if(motorLeft>0)     AIN2=0, AIN1=1;
    	else 	            AIN2=1,	AIN1=0;
    	PWMA=myabs(motorLeft);
    	if(motorRight>0)	BIN1=0,	BIN2=1;
    	else                BIN1=1,	BIN2=0;
    	PWMB=myabs(motorRight);	
    }
    
    /**************************************************************************
    函数功能:绝对值函数
    入口参数:int
    返回  值:unsigned int
    **************************************************************************/
    int myabs(int a)
    { 		   
    	int temp;
    	if(a<0)  
    	  temp=-a;  
    	else 
    	  temp=a;
    	return temp;
    }
    
    

    (3)main.c

    #include "sys.h"
    
    //====================自己加入的头文件===============================
    #include "delay.h"
    #include "led.h"
    #include "pwm.h"
    #include "motor.h"
    #include <stdio.h>
    //===================================================================
    
    int main(void)
    { 
    
    	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);
    	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);//禁用JTAG 启用 SWD
    	
    	MY_NVIC_PriorityGroupConfig(2);	//=====设置中断分组
    	
    	delay_init();	    	        //=====延时函数初始化
    	LED_Init();                     //=====LED初始化    程序灯
    	
    	Motor_Init(7199,0);             //=====初始化PWM 10KHZ,用于驱动电机 如需初始化驱动器接口
    	
    	while(1)
    	{
    		Set_Pwm(1000,-1000);
    		Led_Flash(30);
    		delay_ms(15);
    	} 
    }
    

    2.1.5 总结

    其实本篇文章就是简单的实现一下直流减速电机PWM控制。还没有对电机的速度实现闭环控制,下一篇,我们来写光电\霍尔编码器的电机测速的原理以及代码实现。

    系列文章

    以往链接,点击访问。

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    系列文章从零搭建ROS机器人

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  • F4pwm控制舵机.rar

    2021-01-09 18:55:29
    stm32F4用pwm控制舵机 360和180的舵机代码里面都有
  • 本文介绍了一种基于智能脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation,PWM)控制的机车制动控制单元的设计...对制动机气缸的高速电控阀实王见PWM控制,也就是通过调节信号的占空比米实现对高速电控阀一定周期内开闭时间的控制。
  • 几种PWM控制方法

    2020-08-02 03:49:48
    采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而...PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
  • stm32pwm控制舵机

    2018-09-30 15:20:37
    自己写的stm32单片机输出pwm控制舵机程序,亲测有用
  • PWM控制小车源代码

    2016-12-28 18:22:15
    PWM控制小车源代码。
  • 本文主要为单片机pwm控制led亮度程序,希望对你的学习有所帮助。
  • 本文介绍了一种基于智能脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation,PWM)控制的机车制动控制单元的设计...对制动机气缸的高速电控阀实王见PWM控制,也就是通过调节信号的占空比米实现对高速电控阀一定周期内开闭时间的控制。
  • c51的PWM控制汇编程序

    2020-07-29 04:49:03
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    基于单片机的

    PWM

    控制直流电机转速方法

    陆雯

    【摘

    要】

    :

    脉宽调制

    (PWM)

    是利用微处理器的数字输出来对直流电机速度

    进行控制的一种非常有效的技术。本设计采用

    AT89S51

    作为主控芯片

    ,

    选用

    L298

    作为直流电机的驱动器

    ,

    利用软件编程

    ,

    能够设置多个占空比不同的脉冲

    ,

    使

    得电机转速可以逐步增大或减小

    ,

    在单片机的控制下

    L298

    的输出开关速度很快

    ,

    稳定性也极佳。

    【期刊名称】

    科技创新导报

    【年

    (

    ),

    期】

    2010(000)020

    【总页数】

    2

    【关键词】

    关键词

    :

    单片机

    直流电机

    PWM L298

    直流电机是最常见的一种电机

    ,

    在各领域中得到广泛应用。与交流电机相比

    ,

    直流

    电机结构复杂

    ,

    成本高

    ,

    运行维护困难。但是直流电机具有良好的调速性能、较大

    的起动转矩和过载能力强等许多优点

    ,

    因此在许多行业中仍有应用。近年来

    ,

    直流

    电机的结构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新

    型的电力电子功率元器件的不断出现

    ,

    采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制

    (pulse

    width

    modulation,

    简称

    PWM)

    已成为直流电机新的调速方式。信号的

    电平进行编码。

    PWM

    信号仍然是数字的

    ,

    因为在给定的任何时刻

    ,

    满幅值的直流

    供电要么完全有

    (ON),

    要么完全无

    (OFF)

    。电压或电流源是以一种通

    (ON)

    或断

    (OFF)

    的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负

    载上的时候

    ,

    断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够

    ,

    任何模拟值都可以

    使用

    PWM

    进行编码。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性

    展开全文
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    2020-07-26 09:58:06
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空空如也

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pwm控制