引言：在校科研党一名，平时要学习和了解的一些非专业领域知识比较杂，故想整理在某个固定的地方（不限内存，联网可见，多设备共享，交流平台），一是以便今后温习，二是供大家参考。如有错误或疏漏，欢迎指正。
下图是驱动直流无刷电机的三相逆变电路，可以看成六个开关相继两两导通，构成一个回路，从而改变磁场方向，转子在磁场作用产生的反电动势下被带动旋转。（就像在大象前面挂一串香蕉，诱导它一直往前走）。
值得注意的是，磁场的换向顺序和时间很有讲究，换早了或者换晚了，以及换向顺序变化了，都会导致电机转动受阻，发热。典型的是六步换向法，通过六步换向获得六种可能的定子磁通量。（就像香蕉应该放在大象眼前1m的位置，放近了导致引力太大，大象退一步直接吃了（对应电机反转的转矩变大），放远了吸引力不够，米乐（MILE）-官方首页导致大象懒得往前走（对应转矩或引力不够））
在有些电机中会用霍尔传感器来测量当前转子的位置，比如转子靠近霍尔传感器时传感器输出高电平，远离时输出低电平，典型是采用三个霍尔元件的测量信号的组合用来反应当前转子的位置。该组合信号可以反馈给逆变电路的驱动模块，作为晶体管的开关信号来决定磁场换向的时间，使转子磁极总是面对推斥磁场。
注意：当霍尔元件输出为全0或者全1的时候，根据逻辑电路可得知六个开关均关断，此时力矩为0.
有些电机具有速度环控制，通常采用霍尔编码器进行测速。下面需要简单了解一下编码器类型
增量式编码器（incremental encoder，shifting encoder）
增量式编码器是一种线性或旋转机电设备，将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。
对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
编码器具有两个输出信号 A 和 B，当设备移动时会发出脉冲。 [1] A 和 B 信号一起指示运动的出现和方向。 许多增量编码器有一个额外的输出信号，通常指定为 index[2] 或 Z,[3]，表示编码器位于特定的参考位置。 此外，一些编码器提供状态输出（通常指定为警报）[4]，指示内部故障条件，例如轴承故障或传感器故障。
绝对编码器输出的是一组二进制的数值；典型格雷码是一种采用绝对编码方式的准权码，其权的绝对值为2^i-1
精度由转一圈产生多少个方波决定，也就是由编码器转一圈有多少个缝隙决定，单位是pulses per revolution (PPR) 或cycles per revolution (CPR)。比如精度1000PPR表示转一圈会有1000个方波信号。
单圈精度和多圈精度，加起来是总精度，也就是通常的多少位，比如一个编码器有3圈，那精度就是(2^3)=8位
增量编码器几乎可以实时报告位置变化，这使它们能够近乎实时地监控高速机构的运动。 因此，增量编码器通常用于需要精确测量和控制位置和速度的应用中。
机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
断电后数据可保存；绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了
NPN型：晶体管导通输出为0，不导通输出为DC电压。一般要用专门的带NPN或pnp型的输入设备（如PLC，或光耦继电器），在用单片机（如arduino进行数据接收的时候，需要在输出信号端和DC端接一个上拉电阻，不然导通的时候输出端就悬空了）
PNP型：晶体管导通输出为DC电压，不导通输出为0。所以在用单片机（如arduino进行数据接收的时候，需要在输出信号端和GND接一个下拉电阻，不然断开时输出端就悬空了）
2. 参考2（无刷直流电机）：速度环（光电编码器）和电流环（霍尔传感器）-PID控制
3. 参考3（无刷直流电机）：电压环（位置传感器）-转矩环(转矩方程)-转速环（根据电磁转矩和负载转矩计算得到角速度w）---PID控制（可用模糊控制进行调参）
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