第一千一百七十一章 瑞秋的成果
正青春和瑞秋相比有著明顯的不同,如果把瑞秋看作是理論研究大牛,那麼正青春的長處則在於應用開發,他更加擅長把科研成果應用在實際產品上,有助於推行商業化。
若想提高控制精度,閉環控制是避不開的一條路。
提到閉環控制,便不得不再提一下這段時間正青春正在集中精力做的事情。
在瑞秋已經完成無刷電機的全部理論設計之後,王朝陽又聯合國家材料實驗室的幾位教授,利用現有資源做出了一台樣品機。
機械外骨骼經過多次版本的升級,如今已經達到一種非常高級的完善狀態。而現在的主要課題集中在如何繼續提高機械外骨骼的靈活性。
甭說別的,僅僅是把銅線的外圍塗上一層均勻的絕緣漆,目前在國內就很少有企業能實現。同樣的問題,如果不是藉助國家材料實驗室的資源,王朝陽很難實現。
簡單來講,是對驅動電流的通和斷實現控制,它的控制邏輯來自於 PLC對位置信號電流的處理結hetubook.com.com果。
從電功學的角度來說,監測轉子旋轉角度的手段有很多,但若想實現信號處理,並將邏輯信號輸入到強電流的控制體系中,那就變得極其複雜了。
舉個人體方面的例子,伸手去端水,這一個看似簡單的動作實際包含著許多閉環控制原理,手臂作為執行機構在向水杯移動的過程中,通過眼睛實時反饋距離信號,再對這個信號進行處理后,大腦會對手臂移動方向和速度進行調整,所以才會出現距離水杯遠的時候,手臂的移動速度快,臨近水杯之時手臂的移動速度放緩。
這台樣品機的功率只有兩百瓦,跟市面上已經成熟的電動機相比,簡直弱到爆。但這台樣品機的問世卻有著顛覆性意義,因為它是世界上第一台具有現代化意義的無刷同步電機,或者更加準確的叫法是,無刷永磁同步調速電機。
然而隨著課題研究的深入,正青春意識到非線性彈簧的局限性。
這種電工鋼板磁和*圖*書導率是普通鋼板的十倍以上,同時它的損耗又低到令人髮指的水平,這就使得這種新型電工鋼板無限趨近於鐵芯的完美材料。
並且與此同時這種材料的最大難點還不是它的加工,而是這種材料的稀缺程度。因為燒結稀土屬於國家層面的戰略儲備材料,不是隨便哪個單位或什麼人想用就能用的。
憑藉正青春敏銳的技術嗅覺,當然能知道意義所在,已經利用近半個月的時間進行前期預言,只要瑞秋這邊能拿出實際的研究成果,那麼正青春一定儘可能地完成應用開發。
而作為電機執行機構三大部件的另外一個,便是電工鋼板製成的鐵芯,對比於前兩類材料,鐵芯的材料反倒更容易解決,因為就在不久之前,國家材料實驗室才剛剛研發出一種性能極高的電工鋼板。
所以當瑞秋在集中精力解決無刷電機的控制電路時,王朝陽便產生一個想法,等瑞秋的研究結果出來之後,同樣可以應用在機械外骨骼的控制上。
這種功率m.hetubook.com.com開關還有一個更普遍的名字叫做三極體,不過它對性能的要求則更加嚴苛。
這裏的銅線當然不是平時看到的普通銅線,因為電機的整體結構極為緊湊,銅線的線徑被設計到最小,這又帶來了熱量損耗的問題。
而事實上,王朝陽早就已經開始把瑞秋這邊的研究進展情況同步給白丘市那邊的正青春團隊。
對於這個課題,正青春的主要切入點是非線性彈簧使用。簡單來說便是在主要承重關節上使用非線性彈簧,來實現機械外骨骼的運動緩衝以及反彈加速。
試想一下,如果人閉著眼睛去端水,會出現什麼情況?
把正青春和瑞秋兩個人手裡的工作放在一起對比,其實便是典型的開環控制和閉環控制的區別。
這種功率開關的作用是什麼呢?
拋開執行機構的三大原材料,不得不提的便是電子控制部分的硬體。通用的PCB板以及具有編程功能的 PLC控制器,這些利用現有資源便可滿足,但具有高性能和高穩定性的和圖書功率開關則成為了一大難題。
因為非線性彈簧的設計本質上是一種開環控制,就是說一旦射擊結束,那麼它的所有參數便都是確定的,無法根據實際情況進行調整,沒有反饋信號的輸入和輸出便沒有對工作特性的調整和優化。
感測器和反饋信號或許不同,但那不是關鍵,關鍵的是整體控制理念。
如果王朝陽不是通過國家材料實驗室的這些大咖,他短時間內也很難能找到合適的材料。
只用最主要的幾個零件來舉例,用磁鐵材料選用的是燒結稀土,這種材料的加工難度是極高的,因為它的特性不同於普通的鋼鐵,更傾向於磚瓦,想用普通機械加工的手段去塑造燒結稀土的形狀,是幾乎不可能的。
另外重要的材料是銅線,銅線的作用是在硅鋼板上纏繞出線圈,通電之後形成形旋轉磁場。
在打樣過程中,王朝陽當初的先見之明得到了淋漓盡致的體現。正所謂麻雀雖小,五臟俱全,雖然這一台區區只有兩百瓦的電動機,總重量不超過一和-圖-書千克,然而它的製造難度卻是極高的。
為了有效的控制熱量損耗,銅線的電阻率必須控制到極低的水平,這就要求銅線的純度極高,而且在銅線的外圍還有絕緣漆的要求。
說起來當初還是馬教授他們發現這種新材料,只是還沒有意識到這種材料的珍貴之處,王朝陽也是偶然看到才注意到的。也正是在那之後,王朝陽才正式決定向電機行業進軍。
當手指接觸到水杯的那一刻,手指上的觸覺同樣會反饋信號,如果水杯熱得燙手,那麼神經元會立刻處理這個信號,命令手掌離開水杯,當然這裏說的神經元不僅僅指的是大腦皮層,還有可能是脊髓神經細胞。但這不是關鍵,關鍵是這一整套閉環控制系統,只有當所有反饋信號都確認無誤之後,手掌才會發力,將水杯端起來。
天才之處恰恰在於此,瑞秋以天馬行空的思維方式,實現了對驅動,電源控制信號以及執行機構三者之間的閉環控制。也恰恰是這個閉環控制實現標志著無刷電機項目在理論層面的完善。

