電機(jī)驅(qū)動板展示

聚沃科技電機(jī)驅(qū)動板具有以下特點(diǎn)：

? FOC矢量控制；

? 七段式SVPWM調(diào)制方式；

? 三電阻阻電流采樣方式；

? 霍爾傳感器調(diào)速；

? 非線性磁鏈觀測器調(diào)速；

? 霍爾相序檢測；

? 搖桿實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；

? 源代碼開源便于學(xué)習(xí)及開發(fā)；

? 硬件可搭載聚沃開發(fā)板使用，目前可支持GD32F303紅楓派開發(fā)板（后續(xù)會不斷適配不同平臺，切換平臺不用更換電機(jī)板，可實(shí)現(xiàn)多平臺的學(xué)習(xí)及應(yīng)用評估）。

硬件資源簡介

軟件資源簡介

主程序流程如上圖所示，電機(jī)上電后，首先配置電機(jī)驅(qū)動相關(guān)GPIO，TIMER0配置輸出三對互補(bǔ)PWM波。

接著檢測三相電流偏置，該步操作獲取了三相電流的偏置電壓，后續(xù)進(jìn)行雙閉環(huán)控制時，應(yīng)減去該偏置得到真實(shí)電流，進(jìn)行控制，當(dāng)完成三相電流偏置采樣后，接著配置3個ADC進(jìn)行三相電流采樣；

接著，獲取寫在FLASH里面的電機(jī)HALL相序，后續(xù)可根據(jù)電機(jī)HALL相序在HALL模式下控制電機(jī)轉(zhuǎn)動。

代碼進(jìn)入到while（1），此時不斷循環(huán)查詢按鍵狀態(tài)，當(dāng)檢測到模式按鍵時，會切換對應(yīng)的控制模式，分別為霍爾模式，霍爾檢測模式、磁鏈觀測器模式，在不同模式下啟動電機(jī)，電機(jī)會在該模式下運(yùn)行。

霍爾檢測模式：電機(jī)處在IF開環(huán)控制狀態(tài)，同時電機(jī)d軸給定較大的電流，給定固定累加的電機(jī)開環(huán)角度，拖動電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)檢測到電機(jī)霍爾狀態(tài)變化時，記錄對應(yīng)的HALL相序，在完成6個相序檢測后，將對應(yīng)的相序值寫入到FLASH中?；魻枡z測模式無需多次運(yùn)行，在更換電機(jī)后，運(yùn)行一次檢測相序即可。

霍爾模式：電機(jī)運(yùn)行在霍爾模式，在電機(jī)啟動時，電機(jī)根據(jù)當(dāng)前霍爾狀態(tài)，讀取對應(yīng)的霍爾相序?qū)?yīng)的角度值，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動起來后，會根據(jù)兩個變化的霍爾相序之間的時間間隔計算電機(jī)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速，完成霍爾角度插補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)角度平滑控制。

FOC控制原理

轉(zhuǎn)速參考nref與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n作差，輸入到速度環(huán)PID，速度環(huán)的輸出iqref作為q軸電流環(huán)給定，在不進(jìn)行弱磁控制時，d軸電流環(huán)給定idref為0，dq軸電流參考idref、iqref與反饋電流id、iq作差經(jīng)過PID調(diào)節(jié)后輸出Vd、Vq，再經(jīng)過反Park變換、SVPWM得到三相電壓Va、Vb、Vc，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。在控制中，采集三相電流ia、ib、ic,經(jīng)過Clark變換、Park變換得到反饋電流id、iq，參與電流環(huán)控制。

其中使用中各個變換過程的作用分別為：

? Clarke變換：作用于定子電流，將基于（A-B-C）三相靜止坐標(biāo)系的定子電流變換到（α-β）兩相靜止坐標(biāo)系中；

? Park變換：作用于定子電流，將（α-β）兩相靜止坐標(biāo)系下的電流量變換到（d-q）兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中；

? Park逆變換：作用于定子電流，將反電勢從旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（d-q）變換到（α-β）靜止坐標(biāo)系中。

電流采樣采用三電阻采樣方式，串聯(lián)在三相下橋臂的三相電阻分別對三相電流進(jìn)行采樣，采樣結(jié)果分別為ia、ib、ic。采樣電阻得到的是電壓值，需要結(jié)合采樣電阻值以及對應(yīng)的放大倍數(shù)對真實(shí)電流進(jìn)行還原，同時在得到的結(jié)果基礎(chǔ)上需要減去對應(yīng)的偏置電壓。

電機(jī)參數(shù)

本開發(fā)板驅(qū)動BLDC(PMSM)電機(jī)相關(guān)參數(shù)如下表所示。