本節呈現使用線性型霍爾感測器之伺服控制的實驗結果，包括速度控制與定位控 制。在速度較高時，可以使用霍爾感測器訊號的零交越點發生的頻率做為實際轉速之 參考。由於在一個電機週期三相共可有六個零交越點，因此對於一個十六極的馬達，
此方法能產生一個48 ppr的訊號，若每0.025秒檢查一次零交越點數，則每一個零交越 點相當於50 rpm。圖6.7為定速控制在低速(50 rpm)與高速(7000 rpm)之響應，受霍爾感 測器訊號的非理想因素與控制器本身性能的影響，低速時速度命令與速度回授之差最 大約40 rpm，而在高速時速度命令與速度回授之差最大約200 rpm，以霍爾感測器訊號 的零交越點所計算出的轉速與速度命令之差最大約150 rpm。圖6.8與6.9分別為由步階 命令與斜波命令由零轉速加速至6000 rpm再減速之實驗結果，顯示加減速控制與追隨 命令之能力，但由圖中也可觀察到與圖6.7一致的結果：高速時回授速度訊號之漣波較 低速時略大。圖6.10為馬達加上光碟片做為負載後，由3000 rpm 加速至6000 rpm的情 形。加載後高速時較大的速度誤差會使平台的振動較明顯。
圖6.11與6.12分別為步階命令與斜波命令定位控制之響應，控制馬達正反轉一圈
(2880°電機角)，圖中顯示定位控制的結果沒有穩態誤差，但因位置控制迴路僅使用比
例控制器，使得位置響應對於斜波命令會有追隨誤差。
0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2
Speed (rpm)
Speed Control Using Linear Hall Sensors
0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2
Time (sec.)
Phase Currents (A)
Speed command Speed from Hall
(a)
7200 Speed Control Using Linear Hall Sensors
Speed (rpm)
0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2
Time (sec.)
Phase Currents (A)
Speed command Speed from FG Speed from Hall
(b)
圖6.7 定轉速控制(a)50 rpm(b)7000 rpm
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
8000 Step Speed Control Using Linear Hall Sensors
Speed (rpm)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Time (sec.)
Phase Currents (A)
Speed command Speed from Hall
圖6.8 步階命令速度控制
Time (sec.)
Phase Currents (A)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
8000 Step Speed Control Using Linear Hall Sensors
Speed (rpm)
Speed command Speed from Hall Ramp Speed Control Using Linear Hall Sensors
圖6.9 斜波命令速度控制
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
7000 Speed Control from 3000 to 6000 rpm (with load)
Speed (rpm)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Time (sec.)
Phase Currents (A)
Speed from Hall Speed from FG
圖6.10 有載時的加速響應
Accumulated Rotor Position (degree)
Step postition control using linear Hall sensors
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Speed (rpm)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Time (sec.)
Phase Currents (A)
圖6.11 步階命令定位控制，正反轉一圈
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Accumulated Rotor Position (degree)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Speed (rpm)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Ramp position control using Hall sensors
Time (sec.)
Phase Currents (A)
圖6.12 斜波命令定位控制，正反轉一圈 分別為步階命令與斜波命令由1000 rpm至7000 rpm的速度控制，顯示無感測演算法在加 速時之性能。圖6.18為無感測正反轉速度控制，雖然圖中顯示在無感測控制下馬達正反 轉的能力，但在速度零交越點附近因無感測演算法在(4-9)與(4-34)兩式間切換，而使得 馬達反轉瞬間較不平順。由於轉速很低時反抗電動勢峰值不易估測，因此在啟動時選 擇λ 等於0.625，圖6.19為在無載時啟動後加速至500 rpm之實驗結果，顯示此無感測演 算法在無載或輕載時不需特殊方法可直接啟動。圖6.20為馬達加載時，由3000 rpm加速 至6000 rpm的情形；圖6.21為有載時在6000 rpm的穩態響應，圖中顯示在穩態時有一低