ZHCUBU7 March   2024 MSPM0G3507

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2硬件设置
    1. 2.1  EVM 硬件设置
      1. 2.1.1 EVM 硬件支持
    2. 2.2  IPD 使用的引脚配置
    3. 2.3  PWM 输出的引脚配置
    4. 2.4  ADC 电流的引脚配置
    5. 2.5  ADC 电压的引脚配置
    6. 2.6  有关故障的引脚配置
    7. 2.7  GPIO 输出功能的引脚配置
    8. 2.8  SPI 通信的引脚配置
    9. 2.9  UART 通信的引脚配置
    10. 2.10 评估板的外部连接
  6. 3软件设置
    1. 3.1 软件支持
  7. 4GUI 设置
  8. 5寄存器映射
    1. 5.1 用户控制寄存器（基址 = 0x202000C8h）
    2. 5.2 用户输入寄存器（基址 = 0x20200000h）
  9. 6基本调优
    1. 6.1 系统配置参数
      1. 6.1.1 从 GUI 配置系统参数
      2. 6.1.2 以毫欧 (mΩ) 为单位的电机电阻
      3. 6.1.3 以微亨 (μH) 为单位的电机电感
      4. 6.1.4 电机 BEMF 常数
      5. 6.1.5 基极电压 (V)
      6. 6.1.6 基极电流 (A)
      7. 6.1.7 最大电机频率 (Hz)
    2. 6.2 基本电机旋转的控制配置
      1. 6.2.1 基本电机启动
        1. 6.2.1.1 禁用 ISD
        2. 6.2.1.2 电机启动选项 - 对齐
        3. 6.2.1.3 电机开环斜坡
        4. 6.2.1.4 电机开环调试
      2. 6.2.2 用于在闭环中旋转电机的控制器配置
        1. 6.2.2.1 针对闭环速度控制的 PI 控制器调优
        2. 6.2.2.2 测试是否成功启动至闭环
    3. 6.3 故障处理
      1. 6.3.1 异常 BEMF 故障 [ABN_BEMF]
      2. 6.3.2 监控电源电压波动以防止电压越界故障
      3. 6.3.3 无电机故障 [NO_MTR]
  10. 7高级调优
    1. 7.1 控制配置调优
      1. 7.1.1 对电机进行初始速度检测，以实现可靠的电机重新同步
      2. 7.1.2 检测反向旋转的单向电机驱动
      3. 7.1.3 在启动期间防止转子回旋
      4. 7.1.4 逐渐和平稳启动动作
      5. 7.1.5 缩短启动时间
      6. 7.1.6 快速停止电机
      7. 7.1.7 在电机停止期间防止电源电压过冲。
      8. 7.1.8 保护电源
    2. 7.2 硬件配置
      1. 7.2.1 方向配置
      2. 7.2.2 制动配置
      3. 7.2.3 实时变量跟踪
  11. 8修订历史记录

6.2.2.1 针对闭环速度控制的 PI 控制器调优

电流控制器调优

FOC 算法使用两个电流 PI 控制器，每个控制器用于 Id 和 Iq，分别控制磁通和扭矩。两个 PI 控制器的 Kp 和 Ki 系数相同，可通过 Motor Tuning 页面中的 currLoopKp 和 currLoopKi 进行配置。

对于基本调优，请将 currLoopKp 和 currLoopKi 参数配置为“0”，以便根据电机参数自动计算这些值，并反映在 GUI 中 Motor Tuning 页面的“User Outputs”部分中。这些值可以进一步更新，以便微调性能和控制系统的动态。


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图 6-9 GUI“Motor Tuning”页面中的 PI 环路调优

速度控制器调优

FOC 算法使用集成式速度控制环路，该环路有助于在不同的运行条件下保持恒定的速度。可通过 Motor Tuning 页面上“System Configurations”部分中的 speedLoopKp 和 speedLoopKi 配置 Kp 和 Ki 系数。速度环路的输出用于生成扭矩控制的电流基准。通过在 GUI 的“Register Map”页面中以 closedLoop1 配置来配置 iLIMIT，可以限制速度环路的输出。当速度环路的输出饱和时，积分器被禁用以防止积分饱和。

要调优速度环路的 Kp 和 Ki 值，请执行以下操作：

  1. 通过将 closedloopDis 设置为 1b，将电机配置为在开环中持续旋转。通过将 autoHandOffEn 设置为 0b 来禁用自动切换。
  2. 使用 olClHandOffThr 将闭环切换阈值设置为最大速度的约 50%。
  3. 将 userInputMotorStartUp1 寄存器中的 iqRampEn 位设置为 1b。
  4. 电流基准逐渐降低，并稳定至可能的最低 Iqref，以便以给定的阈值速度运行。
  5. 使用此公式计算速度环路 Kp [SPD_LOOP_KP]。SpeedLoop Kp = Current Reference at olClHandOffThr in Amps / olClHandOffThr in Hz
  6. 使用此公式计算速度环路 Ki [SPD_LOOP_KI]。Speed Loop Ki = Speed Loop Kp × 0.1
  7. 通过清除 GUI Register Map 页面中配置的 closedloopDIS to (0b)，启用闭环。
    注： 速度环路 Kp 和 Ki 的调优是试验性的。如果上述建议不起作用，则建议手动调优速度环路 Kp 和 Ki，直到实现所需的结果。

    下表显示了更改控制器增益的通用指南。

    参数 上升时间 过冲 稳定时间 稳态错误 稳定性
    Kp 减小 提高 微小变化 减小 降级
    Ki 减小 提高 提高 消除 降级