【电机控制】FOC算法验证步骤

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前言

【电机控制】直流有刷电机、无刷电机汇总——持续更新
使用工具：
1.示波器：PICO7

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、PWM——不接电机

载波频率12.5K

#define  PWM_Fre            12.5

#define  PWM_Perload        72000/(uint32_t)(PWM_Fre*2) //2880

分别让寄存器上桥发波50%，25%，0%，下桥互补输出，50%，75%，100%

	 CMPA = 1440;	//(0.5+1)*2880/2
	 CMPB = 720;	
	 CMPC = 0;

将寄存器的值串口打印至上位机

同时在仿真器显示

采样点，控制芯片引脚输出至预驱芯片引脚，本次实验采的是驱动器引脚，直接采集控制芯片引脚也可以

1、PWMA-H-50%

2、PWMB-H-25%

3、PWMC-H-0%

4、PWMA-L-50%

5、PWMB-L-75%

6、PWMC-L-100%

二、ADC——不接电机

1.电流零点稳定性、ADC读取的OFFSET

串口打印出AD采样寄存器的值，看是否稳定

 printf("%.4d,%.4d,%.4d\n", ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1),ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_2),ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_3));	
				

打印结果

U相V相约有450个ADC值，W相约有1500个ADC值OFFSET

2.电流钳准备

直流稳压电源输出0.6A

电流钳抓到0.6A左右

3.运放电路分析

1.电路OFFSET

程序上读取offset值的时候是在初始化阶段，电机处于停止状态，此时的相电流等于0。
(VM_IA -V6)/R28=(V6-VGND)/R36
VM_IA=3×V6
V5=VA×R42/(R41+R42)+VREF×R41/(R41+R42)=0.91VA+0.159
由虚短可得，V5=V6
VM_IA=2.73VA+0.477<=3.3V
下桥几乎没有电流通过时，不带电机测试时，可以测得为0.48V

2.AOP

AOP=Vout/Vin=VM_IA/VA=2.73

3.采样电路的采样值范围

2.73VA+0.477<=3.3V
VA<=1.03V,Rshout=0.05Ω
IA=VA/Rshout<=20.6A
相电流最大采集20A

4.相电流与ADC采样值的关系

我们需要计算相电流与ADC采样值的关系，也就是说，通过ADC采样的值，经过数学公式计算，可以计算出来当前相电流为多少，再根据相电流进行FOC变换

IA=7.3×VM_IA-3.5=7.3×VM_IA×3.3/4096-3.5-offset
此时VM_IA为ADC采样值，通过单片机引脚接入

电流=(ADC原始值/4096∗3.3-offset)/采样电阻阻值/运放放大倍数

相电流=（offset-ADC原始值）/4096∗3.3/采样电阻阻值/运放放大倍数
采样电阻阻值= 0.05
运放放大倍数=2.73

相电流=（offset-ADC原始值）/ 0.006

printf("%.4f,%.4f,%.4f\n",(AdcValue.PhaseUCurrOffset-ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1))*0.006,(AdcValue.PhaseVCurrOffset-ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1))*0.006,(AdcValue.PhaseWCurrOffset-ADC_GetInjectedConversionValue(ADC1, ADC_InjectedChannel_1))*0.006);	

5.V相电流

4.电流极性判断——接电机

	 CMPA = 1440;	//50%
	 CMPB = 288;	//10%
	 CMPC = 288;	//10%

三、参考文献

运放-同相放大与反相放大
foc学习笔记3——电流环
关于FOC相电流采样电路参数的分析
FOC（电机矢量控制）调试记录
STM32之ADC

总结

本文仅仅简单介绍了【电机控制】FOC算法验证步骤，评论区欢迎讨论。