除了常見的手推式或騎乘式割草機，您或許還了解過智能割草機器人。傳統的割草機需要借助人力來進行操作，但割草機器人是一種具備自主智能規劃和實現自動化草坪修剪的智能設備，旨在替代人工完成草坪修剪任務。當下，割草機器人行業正處在爆發式增長的關鍵時期，它憑借著其高效率、減少勞動力、安全的特點，在歐美等庭院文化發達的國家盛行。

智能割草機器人中的電機驅動系統主要由行走電機驅動和割草電機驅動兩部分組成，行走電機主要控制機器人的前進、倒退、轉向等行動路徑，而割草電機主要控制機器人的割草刀盤進行開啟和關斷。所以電機驅動系統中MCU（微控制單元）的穩定、可靠和精準度就顯得尤為重要。

凌鷗創芯&晶豐明源推出一款專門針對智能割草機器人應用場景的無感FOC解決方案，采用LKS32MC45x系列MCU進行行走輪的控制和LKS32MC07x系列MCU進行割草刀盤的控制，配合增強型觀測器和低速觀測器，具備高集成、性能穩定等優勢的整體解決方案。

行走輪方案詳情

圖1. 方案應用框圖

單MCU雙行走輪方案，該方案內置LKS32MC45x系列MCU

LKS32MC45x的主要特點

基于Cortex-M4F內核，最高主頻可達192MHz

Flash：256KB，SRAM：40KB

兩組增強型MCPWM，頻率可達192MHz，支持兩個時基

豐富的模擬外設：三組14Bit ADC模塊，兩組DAC，六組差分型運算放大器和六組比較器。

方案優勢

性價比高：LKS32MC45x系列一拖二電機，強大算力+豐富的模擬外設可以讓一顆LKS32MC45x MCU同時驅動兩個電機工作，滿足兩個獨立電機過流保護的需要，適用于智能割草機這種雙電機應用場景。

算法豐富：無感FOC算法，觀測器穩定（支持增強型觀測器高速穩定，低速觀測器低速帶載強）

參數自整定：電流環：根據電機電阻、電感自整定參數；速度環：根據速度環帶寬統一調節PI參數

自動弱磁：根據電壓反饋法自動弱磁，算法穩定可控

過調制：穩定自適應的過調制策略，提高電壓利用率

母線限流：支持母線限流，保護電池包

多種停機方式可選：關MOE/短下管/零電流/軟剎

技術優勢

兩組PWM交替運行

兩組PWM時基正交計數，192Mhz高主頻支持M0與M1交替計算，采樣互不干擾，觀測器穩定收斂。

圖2. 雙PWM交替控制

母線限流

通過檢測母線電流，計算實時功率，利用速度環限功率功能，限制母線電流為5A。

圖3. 母線限流測功圖

多種停機方式

關MOE：關斷可靠，停機時間長

短下管：電流沖擊大，停機時間短

零電流：電流可控，停機時間適中

軟剎車：電流沖擊小，停機時間可配

圖4. 不同停機方式下電流

低速觀測器

全程觀測器閉環，大負載堵轉時觀測器收斂到極低速，低速帶載能力強，推薦電頻率<400hz。適用于低速工況，負載消失后立即閉環，觀測器穩定工作。

圖5. 低速觀測器堵轉工況

總結

本文重點介紹了凌鷗創芯&晶豐明源推出的智能割草機器人行走輪的高效驅動方案——基于LKS32MC45x的單MCU雙電機無感FOC控制。該方案通過192MHz Cortex-M4F 內核及豐富的外設，以單芯片驅動雙行走輪并支持獨立過流保護；該方案已經在多個實際案例中量產，助力客戶縮短開發周期。

此行走輪方案也為整機運動控制奠定高效基礎，下一篇文章將深入探討與之協同的割草刀盤驅動方案——基于LKS32MC07x系列MCU的割草電機精準控制技術。