AC7811-BLDC无感控制代码调试与测试记录

news2024/9/21 15:52:53

接线注意

供电

对于 AC781x 电机 Demo 板，其 MCU 控制板和功率板的 12V 输入只需接一路即可，如果电机额定电压为 12V，那么将功率板中的功率管供电模式选择跳点(靠近 D5)短接即可，不需要再额外供电；如果电机的额定电压大 12V，那么功率管就需要单独供电：需要将功率板上的功率管供电模式选择跳点(靠近 D5)断开，电源从 J15 端输入。

一定要注意：驱动板12V的输入不要忘记，预取芯片都是12V供电的。

跳帽

控制模式选择

这个跳帽我试了，全部不接，对电机运转没什么影响。

保护策略调试

过压

修改MAX_BUS_VOLTAGE为25，同时调大输入电压，使其超过25V，看看会不会保护

#define MAX_BUS_VOLTAGE              25             /*!< Maximum operating voltage of the controller.Unit:V */

测试正常，电机立马停转。

欠压

#define MIN_BUS_VOLTAGE              9              /*!< Minimum operating voltage of the controller.Unit:V */

调小输出电压使其小于9V，电机停转

过流

#define BLDC_OVER_CURRENT_THRESHOLD     20                   /*!< Bus current overcurrent protection threshold, unitS: A*/

可以调整为0.1A试一试，不行

空载下，电流太小了，而电流阈值设置最小为1A，没法弄。

波形测试

PWM互补通道输出波形

反电动势波形

启动的电流波形

串口打印调试

功能测试

在测试的时候，发现串口打印printf不能用。

经过查找，发现忘记引用debugout文件：

文件中有对串口2（USB接口）的printf重定向

这些都配置完之后，又发现打印出来乱码，怀疑波特率不对，查找到串口初始化里，设置的是115200，修改之后，打印出来还是乱的。

怀疑是不是波特率设置的太低，于是改成230400，打印成功

操作提示打印

在按键操作时，可实时反馈电机的变化

一些参数的观察

换相30°延迟时间

随着速度的增加，换相延时时间明显减小：

速度斜坡

似乎明白了一点，这个g_bldc_speedCmd.speedTargetRamp，其实就是在你设定完目标转速之后逐渐变化的速度值

就像下面这个例子，按下加速按钮，设定转速720r/m，然后速度斜坡开始从初始的655，逐渐增加直到设定的720。

速度反馈值

通过反电动势获得电机的电频率：

/*!
* @brief get motor elec freq in bldc control with sensorless.
*
* @param[in] motorDir: motor run direction
* @return elec freq in Q15
*/
int16_t BLDC_Bemf_SpeedGet(int16_t motorDir)
{
    uint32_t s_elecFreq = 0;
    uint32_t s_elecFreqPu = 0;

    if (g_bemfControl.aveChangePhaseTime)//只要平均换相时间不为0
    {
        s_elecFreq = 166667 / (int32_t)(g_bemfControl.aveChangePhaseTime * TIMER_XUS);   
        /* 166667 refers 6 sector time in us, 166667 = (6 / 10^-6) */
        //这个也比较好理解 aveChangePhaseTime是平均换相间隔（其实是一个次数值） 所以要乘以时间单元TIMER_XUS
        //得到的才是换一次相，费的时间（单位是us）
        //转一圈6次换相 所以还要*6，再把us转化成s  就是上面这个公式
    }

    s_elecFreqPu = motorDir * MATH_IQ(s_elecFreq * 1.0 / BASE_FREQ);//转化成Q15格式*2^15

    return s_elecFreqPu;
再把电频率转化成转速。

void BLDC_ASR_FbkUpdate(SPEED_RAMP_TYPE *command)
{
#if (defined BLDC_HALL)
    command->speedFbk = BLDC_Hall_SpeedGet(pBldcVarsCfg->motorDir);
#elif (defined BLDC_SENSORLESS)
    command->speedFbk = BLDC_Bemf_SpeedGet(pBldcVarsCfg->motorDir);
#else

#endif
    command->speedFbkRpm = MATH_Mpy(command->speedFactor, command->speedFbk);
	printf("speedFbkRpm：%f \r\n", (float)command->speedFbkRpm);
}

所以这里的速度反馈值来自于反电动势的平均换相时间。

但测试中发现，你设置的是1310r/m，可稳定之后，反馈回来的速度值确是1199r/m

所以很有可能是PI控制器那里出现问题

PI参数

在速度环中：

void BLDC_SpeedLoop_Calculate(SPEED_RAMP_TYPE *speed, PID_TYPE *pid, BLDC_VARS_CTRL *bldcCtrl)
{
    Set_BLDC_PidRef(pid, speed->speedTargetRamp);
	printf("speedTargetRamp：%f \r\n",  (float)speed->speedTargetRamp / 10);
    Set_BLDC_PidFbk(pid, speed->speedFbk);
	printf("speedFbk：%f \r\n",  (float)speed->speedFbk / 10);
    bldcCtrl->ibusRefPu = PID_Calculate(pid);
}

设定目标准苏720，速度斜坡与速度反馈都开始逐渐增加，直到设定的转速。

但同时发现，这个速度反馈值确实不是很稳定：有时候会与速度斜坡出现差异。

在电流环中：

速度环输出的ibusRefPu，其实就是电流环输入的参考值

void BLDC_SpeedLoop_Calculate(SPEED_RAMP_TYPE *speed, PID_TYPE *pid, BLDC_VARS_CTRL *bldcCtrl)
{
    Set_BLDC_PidRef(pid, speed->speedTargetRamp);
	//printf("speedTargetRamp：%f \r\n",  (float)speed->speedTargetRamp / 10);
    Set_BLDC_PidFbk(pid, speed->speedFbk);
	//printf("speedFbk：%f \r\n",  (float)speed->speedFbk / 10);
    bldcCtrl->ibusRefPu = PID_Calculate(pid);
	printf("ibusRefPu：%f \r\n",  (float)bldcCtrl->ibusRefPu);
}