第1171章 瑞秋的成果

第1171章  瑞秋的成果

从电功学的角度来说，监测转子旋转角度的手段有很多，但若想实现信号处理，并将逻辑信号输入到强电流的控制体系中，那就变得极其复杂了。

天才之处恰恰在于此，瑞秋以天马行空的思维方式，实现了对驱动，电源控制信号以及执行机构三者之间的闭环控制。也恰恰是这个闭环控制实现标志着无刷电机项目在理论层面的完善。

提到闭环控制，便不得不再提一下这段时间正青春正在集中精力做的事情。

机械外骨骼经过多次版本的升级，如今已经达到一种非常高级的完善状态。而现在的主要课题集中在如何继续提高机械外骨骼的灵活性。对于这个课题，正青春的主要切入点是非线性弹簧使用。简单来说便是在主要承重关节上使用非线性弹簧，来实现机械外骨骼的运动缓冲以及反弹加速。

然而随着课题研究的深入，正青春意识到非线性弹簧的局限性。

因为非线性弹簧的设计本质上是一种开环控制，就是说一旦射击结束，那么它的所有参数便都是确定的，无法根据实际情况进行调整，没有反馈信号的输入和输出便没有对工作特性的调整和优化。

举个人体方面的例子，伸手去端水，这一个看似简单的动作实际包含着许多闭环控制原理，手臂作为执行机构在向水杯移动的过程中，通过眼睛实时反馈距离信号，再对这个信号进行处理后，大脑会对手臂移动方向和速度进行调整，所以才会出现距离水杯远的时候，手臂的移动速度快，临近水杯之时手臂的移动速度放缓。当手指接触到水杯的那一刻，手指上的触觉同样会反馈信号，如果水杯热得烫手，那么神经元会立刻处理这个信号，命令手掌离开水杯，当然这里说的神经元不仅仅指的是大脑皮层，还有可能是脊髓神经细胞。但这不是关键，关键是这一整套闭环控制系统，只有当所有反馈信号都确认无误之后，手掌才会发力，将水杯端起来。

试想一下，如果人闭着眼睛去端水，会出现什么情况？

把正青春和瑞秋两个人手里的工作放在一起对比，其实便是典型的开环控制和闭环控制的区别。

若想提高控制精度，闭环控制是避不开的一条路。

所以当瑞秋在集中精力解决无刷电机的控制电路时，王朝阳便产生一个想法，等瑞秋的研究结果出来之后，同样可以应用在机械外骨骼的控制上。传感器和反馈信号或许不同，但那不是关键，关键的是整体控制理念。

而事实上，王朝阳早就已经开始把瑞秋这边的研究进展情况同步给白丘市那边的正青春团队。

凭借正青春敏锐的技术嗅觉，当然能知道意义所在，已经利用近半个月的时间进行前期预言，只要瑞秋这边能拿出实际的研究成果，那么正青春一定尽可能地完成应用开发。

正青春和瑞秋相比有着明显的不同，如果把瑞秋看作是理论研究大牛，那么正青春的长处则在于应用开发，他更加擅长把科研成果应用在实际产品上，有助于推行商业化。

在瑞秋已经完成无刷电机的全部理论设计之后，王朝阳又联合国家材料实验室的几位教授，利用现有资源做出了一台样品机。

这台样品机的功率只有两百瓦，跟市面上已经成熟的电动机相比，简直弱到爆。但这台样品机的问世却有着颠覆性意义，因为它是世界上第一台具有现代化意义的无刷同步电机，或者更加准确的叫法是，无刷永磁同步调速电机。

在打样过程中，王朝阳当初的先见之明得到了淋漓尽致的体现。正所谓麻雀虽小，五脏俱全，虽然这一台区区只有两百瓦的电动机，总重量不超过一千克，然而它的制造难度却是极高的。

只用最主要的几个零件来举例，用磁铁材料选用的是烧结稀土，这种材料的加工难度是极高的，因为它的特性不同于普通的钢铁，更倾向于砖瓦，想用普通机械加工的手段去塑造烧结稀土的形状，是几乎不可能的。

并且与此同时这种材料的最大难点还不是它的加工，而是这种材料的稀缺程度。因为烧结稀土属于国家层面的战略储备材料，不是随便哪个单位或什么人想用就能用的。

如果王朝阳不是通过国家材料实验室的这些大咖，他短时间内也很难能找到合适的材料。另外重要的材料是铜线，铜线的作用是在硅钢板上缠绕出线圈，通电之后形成形旋转磁场。

这里的铜线当然不是平时看到的普通铜线，因为电机的整体结构极为紧凑，铜线的线径被设计到最小，这又带来了热量损耗的问题。

为了有效的控制热量损耗，铜线的电阻率必须控制到极低的水平，这就要求铜线的纯度极高，而且在铜线的外围还有绝缘漆的要求。

甭说别的，仅仅是把铜线的外围涂上一层均匀的绝缘漆，目前在国内就很少有企业能实现。同样的问题，如果不是借助国家材料实验室的资源，王朝阳很难实现。

而作为电机执行机构三大部件的另外一个，便是电工钢板制成的铁芯，对比于前两类材料，铁芯的材料反倒更容易解决，因为就在不久之前，国家材料实验室才刚刚研发出一种性能极高的电工钢板。

这种电工钢板磁导率是普通钢板的十倍以上，同时它的损耗又低到令人发指的水平，这就使得这种新型电工钢板无限趋近于铁芯的完美材料。

说起来当初还是马教授他们发现这种新材料，只是还没有意识到这种材料的珍贵之处，王朝阳也是偶然看到才注意到的。也正是在那之后，王朝阳才正式决定向电机行业进军。

抛开执行机构的三大原材料，不得不提的便是电子控制部分的硬件。通用的PCB板以及具有编程功能的  PLC控制器，这些利用现有资源便可满足，但具有高性能和高稳定性的功率开关则成为了一大难题。

这种功率开关的作用是什么呢？

简单来讲，是对驱动电流的通和断实现控制，它的控制逻辑来自于  PLC对位置信号电流的处理结果。

这种功率开关还有一个更普遍的名字叫做三极管，不过它对性能的要求则更加严苛。


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