ST电机库v5.4.4源代码分析(2): 磁链圆限制之计算以及一个小bug

原创 已于 2022-12-08 14:17:21 修改 · 4.3k 阅读 · 50 ·
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#机器人 #开源软件

于 2022-12-08 09:04:55 首次发布
本文探讨了FOC流程中Circle_Limitation环节的查表计算优化方法，通过对ST电机库5.4.4源码的研究，揭示了快速查表计算背后的数学原理，并指出了源代码中存在的小Bug及其修正方案。

编者：沉尸 (5912129@qq.com)

FOC流程图 Circle_Limitation所在位置

图1

 

 图2

现在计算出了和，需要限制:

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ST-FOC2.0库中的 circle limitation
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1、限制圆的缩小比例算法 由ST的FOC控制系统框图可知，Vd，Vq是由两个PID调节器单独计算的，为了使Vd，Vq合成的电压矢量小于等于单位圆 ( 即Vd2+Vq2≤s16（32767）即\sqrt{V_{d}^{2}+V_{q}^{2}} \leq s16 （32767）即Vd2​+Vq2​​≤s16（32767）) 防止出现矢量电压过调制，ST给出了具有物理意义很明确的计算方法，就是把矢量按比例拉回来，如下图： 这里需要说明下，图中的 Vd∗V_{d}^{*}Vd∗​ Vq∗V_{q}^{*}Vq
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ST官方电机库X-CUBE-MCSDK-FUL_5.4.4，最新版本。废了老大的劲申请到的，共享给需要的朋友
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现在官网下载受到了限制，下载比较麻烦，下载后分享给大家
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高频注入的ST的源码，找的好辛苦啊，
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Circle_Limitation函数在FOC流程框架图中，在PID控制器之后，而PID控制器是单独对Vd，Vq进行PID控制的，所以为了使Vd，Vq合成的电压矢量小于等于单位圆的边，即Vd² + Vq² ≤ S16_MAX²（32767²）。 其原理公式如下，将大于最大圆矢量值，乘以一个缩放倍数i²，使其等于最大圆矢量的平方，i就是需要缩放的系数。 令（vd² + vq²）* i² = S16_MAX² ； i = SQRT(S16_MAX² / （vd² + vq²）); STM32在计算开根..
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ST MCU SDK V5.4.4 开源电机控制库通常提供了一套用于管理无刷直流电机（BLDC）驱动的基础框架，包括六步换相算法。由于这是一个具体的库细节，并且涉及到代码示例，这里我将给出一个概述性的描述，而非完整的代码： 在该库中，六步换相通常是通过霍尔传感器信号结合脉宽调制（PWM）技术来实现的。关键步骤如下： 1. **初始化**：设置电机的占空比、频率，以及霍尔传感器的相关配置。 ```c void initMotor(void) { // 初始化PWM通道和霍尔传感器 STM32_PWM_Init(PWM_CHANNEL); HAL_GPIO_Init(HALL_GPIO_PORT, HALL_GPIO_PIN); } ``` 2. **获取霍尔状态**：读取霍尔传感器的状态，确定对应的磁极位置。 ```c MotorPolePosition polePos = getHallSensorReading(); ``` 3. **计算换向时刻**：基于当前的磁极位置和电机的转动方向（正反转），计算下一次电枢导线需要切换的位置。 ```c uint16_t nextPhaseSwitch = calculatePhaseSwitch(polePos, motorDirection); ``` 4. **生成PWM波形**：根据计算出的换相时刻更新PWM duty cycle，创建新的六相电流序列。 ```c setPWM DutyCycle(nextPhaseSwitch, motorSpeed); ``` 5. **定时器中断处理**：在电机控制循环中，每当到达预设的时间点（例如，每个周期的一小段时间），就检查是否需要切换到下一个电枢相。 ```c void TIM_IRQHandler() { if (TIM Counter > PWM_PERIOD) { handleTimerOverflow(); } } ```
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