9 增量构建级别 4

假定前一节的任务已经成功完成，本节将验证速度 PI 模块和速度环路。当命令电机运行时，电机将进入初始对齐阶段，在该阶段中，电角度和位置编码器角度值将设置为零。确保稳定对齐后，电机开始运行。

1. 打开 fcl_f2838x_tmdxiddk_settings_cpu1.h 并通过将 BUILDLEVEL 设置为 FCL_LEVEL4 (#define BUILDLEVEL FCL_LEVEL4) 来选择 4 级增量构建选项。
2. 通过将 FCL_CNTLR 设置为 PI_CNTLR 或 CMPLX_CNTLR，可以将电流环路调节器选为 PI 控制器或复杂控制器。
3. 将 CURRENT_SENSE 选为 LEM_CURRENT_SENSE
4. 根据与电机相连的编码器，将 POSITION_ENCODER 选为 QEP_POS_ENCODER 或 T_FORMAT_ENCODER。
5. 将 SAMPLING_METHOD 选为 SINGLE_SAMPLING 或 DOUBLE_SAMPLING。如果使用的是 T-format 编码器，请选择 SINGLE_SAMPLING，且 PWM 频率不超过 10kHz。如需更多信息，请参阅 Topic Link Label5.1.3.3。
6. 右键点击工程名称，然后点击 Rebuild Project（重建工程）。编译完成时，点击 Debug （调试）按钮，重置 CPU ，重新启动，启用实时模式，然后运行。

在软件中，要调整的关键变量汇总如下：

• speedRef：用于更改转子速度（标幺值）。
• IdRef：用于更改 d 轴电流（标幺值）。
• IqRef：用于更改 q 轴电流（标幺值）。

图 9-1 显示了实现方框图。

图 9-1 4 级方框图，显示了具有内层 FCL 的速度环路

关键步骤可解释如下：

1. 在“Watch”（观察）窗口中将 enableFlag 设置为 1。在“Watch”（观察）窗口中看到 isrTicker 变量递增，可确认中断正常运转。
2. 将 speedRef 设置为 0.3pu（如果基速不同的话，设置为其他合适的值）。
3. 向“Expressions”（表达式）窗口添加 pid_spd 变量
4. 逐渐增加自耦变压器上的电压以获得适当的直流总线电压。
5. 将 runMotor 设置为 MOTOR_RUN
6. 请注意，状态机变量 (lsw) 会按顺序自动增加，其状态如下：
   1. lsw = ENC_ALIGNMENT --> 将电机的转子锁定为与定子 A 相对齐
   2. lsw = ENC_WAIT_FOR_INDEX --> 电机处于运行模式并等待 QEP Index 脉冲的第一个实例（仅在使用 QEP 编码器时适用）
   3. lsw = ENC_CALIBRATION_DONE --> 电机处于运行模式 -（表示出现 QEP Index 脉冲，并在使用 QEP 时完成校准或在使用其他编码器时完成校准）
7. 使用持续刷新功能来比较该速度 (speed1.Speed) 与“Watch”（观察）窗口中的 speedRef，查看速度是否几乎相同。
8. 若要确认此速度 PID 模块，请尝试使用不同的 speedRef 值（正值或负值）。可以调整 P、I 和 D 增益来获得满意的响应。
9. 在超低速度范围内，速度响应的性能严重依赖于位置编码器提供的转子位置角精度。
10. 降低总线电压、使控制器脱离实时模式并进行复位，从而使系统安全停止。现在，电机停止运转。

图 9-2 显示了同步坐标系中定子电流的磁通分量和扭矩分量。

图 9-2 0.33pu 步进负载和 0.3pu 速度下的同步坐标系内定子电流的磁通分量和扭矩分量