从零搭建电机控制器——基于CUBEIDE和SIMULINK

第一次写博客,主要记录自己电机控制的学习过程,分享开发经验,与同行交流。

1.简介

传统的电机开发往往需要手动编写代码、移植算法、反复调试参数等以满足控制需求,这个过程非常繁琐且耗时,基于模型设计(MBD)的开发方式是一种新的趋势。通过CUBEIDE、SIMULINK等工具进行电机开发,能实现硬件、软件、控制算法的分离,使开发者专注于控制本身,提高开发效率。

2.开发工具

2.1硬件工具

硬件xiang项目已在立创开源广场开源,项目地址:AF-MDB

V3硬件结构框图

主要有两个版本:V3和V4。两个版本对比如下表。

V3V4
主控STM32H750VBSTM32H723VE
电压12-24V12-48V
功率200W400W
接口

2.2软件工具

  1. 立创EDA专业版
  2. CUBEIDE及相关芯片支持包
  3. Matlab&Simulink&EmbeddedCoder

目录

先开个坑,后面慢慢更新。

1,硬件选型与主要参数

1.1 逆变电路设计

1.2 电压电流采样设计

2,CUIDE配置与驱动代码

2.1,定时器/ADC/DMA配置

2.2,串口配置与通信协议

2.3,CAN通信

2.4,RS485通信

2.5,Ethercat通信

2.6,DSP库移植

3,SIMULINK建模

3.1,永磁同步电机基本数学模型

3.2 simulink永磁同步电机参数详解(以SM060R20B30电机为例)

3.3,传感器建模

3.4,FOC控制算法建模

3.5,代码生成与移植

4,其它

### MCU电机控制器相关软件或固件开发资料 #### 基于Simulink MBD的新能源电动汽车主驱电控系统 对于永磁同步电机(PMSM),采用基于Simulink模型基础设计(MBD)的方法来构建主驱电驱控制器算法模型。此过程遵循ASPIC开发流程并依据AUTOSAR标准架构实施,确保达到汽车安全完整性等级C(ASIL C)[^1]。 ```matlab % Simulink Model Example for PMSM Control model = 'PMSM_Control_Model'; open_system(model); ``` #### STM32 FOC电机控制系统环境搭建指南 针对STM32微控制器系列,在进行磁场定向控制(FOC)项目时,开发者需先熟悉整个工作流,并准备好必要的工具链。具体来说,要利用STM32CubeMX作为图形化的外设初始化设置平台,配合STM32CubeIDE完成代码编写与调试任务,同时借助MCSDK所提供的专用API加速应用程序的研发进度[^2]。 ```c // Initialize TIMx peripheral using HAL Library in STM32CubeIDE HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); // Start PWM on Timer 3 Channel 1 ``` #### Tinymovr开源电机控制器解决方案 Tinymovr是一款专为小型机器人其他自动化设备打造的高度集成化产品。除了具备强大的硬件性能之外,还拥有易于使用的上位机程序——Tinymovr Studio,允许工程师们轻松调整各项运行参数以及查看当前状态信息。更重要的是,其核心逻辑由PAC5527单片机执行高效能的闭环调节策略,从而保障了系统的稳定性响应速度[^3]。 ```bash # Install Tinymovr Python Package via pip command line tool pip install tinymovr ``` #### 通用型电机控制软件框架结构解析 一个典型的嵌入式系统通常会分为三层:最底层负责直接操控物理资源;中间层封装了一些常用的计算方法;最高层则是面向特定应用场景的任务调度中心。例如,在某些方案里可以看到这样的分层模式: - **应用层(Application Layer)**: 包含`main()`入口点、中断服务例程(ISR)定义及时钟管理单元(Systick)等功能; - **算法层(Algorithm Layer)**: 实现无刷直流电动机(BLDC)特有的运转规律描述及其相应的比例积分微分(PID)反馈机制; - **驱动层(Driver Layer)**: 提供访问外部组件如传感器、显示器等所需的基础接口集合[^4]。
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