ZHCAC12 January   2023 DRV8452 , DRV8462

PRODUCTION DATA  

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1步进电机驱动器的功率效率
  4. 2自动扭矩
    1. 2.1 自动扭矩:学习原理
      1. 2.1.1 配置自动扭矩学习例程
    2. 2.2 电流控制
      1. 2.2.1 设置电流控制参数
    3. 2.3 PD 控制环路
    4. 2.4 自动扭矩调优参数的影响
      1. 2.4.1 学习参数对负载瞬态响应的影响
      2. 2.4.2 ATQ_UL、ATQ_LL 迟滞的影响
      3. 2.4.3 负载分布对节能的影响
      4. 2.4.4 自适应 ATQ_UL、ATQ_LL
      5. 2.4.5 PD 参数依赖曲线
        1. 2.4.5.1 对 KP 的依赖
        2. 2.4.5.2 对 KD 和 ATQ_D_THR 的依赖
        3. 2.4.5.3 对 ATQ_FRZ 和 ATQ_AVG 的依赖
        4. 2.4.5.4 对 ATQ_ERROR_TRUNCATE 的依赖
      6. 2.4.6 不同电机速度下的 ATQ_CNT
      7. 2.4.7 不同电源电压下的 ATQ_CNT
      8. 2.4.8 电机温度估算
    5. 2.5 通过自动扭矩提高效率
  5. 3案例研究
    1. 3.1 应用 1:ATM 机
      1. 3.1.1 ATM 电机运行条件
      2. 3.1.2 具有自动扭矩功能的 ATM 电机
    2. 3.2 应用 2:纺织机器
      1. 3.2.1 纺织电机运行条件
      2. 3.2.2 具有自动扭矩功能的纺织电机
    3. 3.3 应用 3:打印机
      1. 3.3.1 具有自动扭矩功能的打印机电机
  6. 4总结
  7. 5参考文献

PD 控制环路

本节介绍内部 PD 控制环路如何平滑响应负载扭矩突变,同时更大限度减小误差。

表 2-3 描述了与 PD 控制环路相关的主要参数:

表 2-3 PD 控制环路的参数
参数 说明
KP[7:0],KD[3:0] PD 控制环路的比例和微分增益参数。
ATQ_AVG[2:0] ATQ_CNT 参数是 ATQ_AVG 半个周期数的移动平均值。因此,较高的 ATQ_AVG 值会减慢环路对突然出现的峰值负载需求的响应,但会确保平稳无急冲地过渡到更高的扭矩输出。较低的值会导致环路立即响应突然的负载需求。
  • 010b - 2 周期平均值
  • 100b - 4 周期平均值
  • 111b - 8 周期平均值
  • 其他值:无均值计算
ATQ_FRZ[2:0] 电气半个周期中的延迟,在此之后,电流会随着 PD 环路而变化。值越小,电流就越能更快地增加,以满足峰值负载需求。此参数的范围是 1 至 7。
001b - 响应速度最快,但环路可能变得不稳定
111b - 响应速度最慢,但环路将保持稳定
ATQ_D_THR[7:0] 如果误差变化小于 ATQ_D_THR,则 KD 对校正没有影响。只有当误差变化大于 ATQ_D_THR 时,KD 才会产生影响。
例如:当 ATQ_D_THR = 10 时,
如果误差变化为 9,则 u(t) = KP * e(t)
如果误差变化为 12,则 u(t) = KP * e(t) + KD * de(t)/dt
ATQ_ERROR_TRUNCATE[3:0] 在 PD 环路公式中使用之前从误差中截断的 LSB 位数。高值会减少电流波形中的任何振荡。

PD 控制算法表示为:

Equation5. u(t) = KP * e(t) + KD * de(t)/dt

其中,

KP 和 KD = PD 环路常数

  • u(t) = 控制器的输出
  • e(t) = 误差信号

调整 PD 环路参数的指导原则如下:

  • 设置 KP = 1,KD = 0,所有其他 PD 环路参数应为默认值
  • 应用特定于应用的负载分布
  • 如果电机失速,增加 KP、KD,减小 ATQ_D_THR,直到电机停止失速
  • 一旦电机不再失速,请观察恒定负载扭矩下的电流波形
  • 如果电流波形有振荡,请增加 ATQ_FRZ、ATQ_AVG 和 ATQ_ERROR_TRUNCATE
  • 如果 ATQ_FRZ、ATQ_AVG 和 ATQ_ERROR_TRUNCATE 的值超高,则可能会使负载瞬态响应恶化,因此建议再次检查负载瞬态响应,确保 PD 控制环路稳定。

图 2-7 是选择 PD 控制环路参数的流程图。

图 2-7 选择 PD 控制环路参数