ST电机库v5.4.4源代码分析(3): α、β方向的电流值与三相PWM 波形的联系

本文详细解析了如何将计算出的α、β方向电流值转换为PWM控制的实际参数,并结合ST电机库源代码,展示了从理论到实践的具体实现过程。

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编者:沉尸 (5912129@qq.com)

引言:

      我们通过一系列的运算最后通过反park计算出了αβ方向的电流,那么如何将这两个电流值换算成pwm控制duty的实际参数呢?

本文结合ST电机库中的源代码,生成源代码的电路板采用的是野火公司的407电机控制板。

为了让整个控制流程的脉络更加清晰,这里贴出调用的框架代码:

原理上请首先阅读我的博文:

https://blog.youkuaiyun.com/danger/article/details/128214441

这里截取文章中部分内容

6个空间向量(U1~U6)的作用时间和αβ方向的电压的关系总结

 ST马达库中采用的α- β坐标系中的β的方向和我们上面的数学模型相反,ST的模型如下:

 

现在我们开始对照ST源代码中的相关内容,也就是文件“pwm_curr_fdbk.c”中函数“PWMC_SetPhaseVoltage()” 

 

 根据源代码中定义的wX、wY和wZ等值以及它对应的数学模型,我们可以画出如下图:

看上面的图示,然后对照源代码,怎么分sector就一目了然了。

瞧!已经和我们推导出来的“CntA、CntB和CntC”神似,只需要令:

      K = 1 / 262144

那么就能完美吻合,也就是理论和实践(ST的源代码)已经很吻合了。

我们后面再来探讨这个K值的问题,下面继续看看源代码中针对计算出来的值的使用...

函数“PWMC_SetPhaseVoltage()”中最后将计算出来的“wTimePhA”等值送入了“pHandle->CntPhA”中

 

为什么这个pwm波形中高电平时间的1/2直接送入比较器?

为了解决这个问题我们来看看TIM1以及它对应的pwm波形输出之设定配置

文件:“main.c”中有:

注意上图中红框标注处的设置

我们找到stm32f407的手册中的相关部分:

 

 

 

查看“R3_2_GetPhaseCurrents()”函数,发现直接将采样电阻处的ADC之转换值当做电压值进行Clarke等等一系列计算,也就是ADC采样count值等效成了电压值

再看ADC的控制设置(ADC1和ADC2的设置几乎一样)

 

 

 

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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