ZHCADY5A April   2024  – May 2024 DRV8214 , DRV8234

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言:对无传感器设计的需求
  5. 2纹波计数 − 概念
    1. 2.1 纹波计数算法详细信息
  6. 3案例研究:机器人滚轮驱动
    1. 3.1 机器人滚轮电机工作条件
    2. 3.2 纹波计数参数调优
      1. 3.2.1 电阻参数
      2. 3.2.2 KMC 和 KMC_SCALE
        1. 3.2.2.1 KMC_SCALE 调优
        2. 3.2.2.2 KMC 调优
    3. 3.3 具有纹波计数功能的机器人滚轮电机
      1. 3.3.1 浪涌和稳态性能
        1. 3.3.1.1 电机转速计算
      2. 3.3.2 软启动
      3. 3.3.3 负载条件
  7. 4挑战和权变措施
    1. 4.1 平均电流过低
    2. 4.2 停止期间的电机惯性
    3. 4.3 浪涌
    4. 4.4 高负载条件
  8. 5总结
  9. 6参考资料
  10. 7修订历史记录

平均电流过低

在过低的平均电流下运行时会由于信噪比 (SNR) 降低而面临挑战。这种情况通常发生在:

  1. PWM 期间低占空比较低时
  2. 电机电流的直流分量值较低时

图 4-1 所示,电机平均电流较低时,电流纹波会严重失真。器件无法区分噪声和电流纹波。对于扫地机器人滚轮电机示例,观察到该值为 90mA。波形是在 11V 电压下将 PWM 占空比设置为 30% 的情况下获得的。

 低电流下的性能图 4-1 低电流下的性能

下面列出了一些可能提高精度的解决方法:

  1. 将 FLT_GAIN_SEL 设置为 11b 以利用整个信号范围。这有助于数字滤波器区分噪声和电流纹波。
  2. 如果可能,降低电源电压并增加 PWM 占空比,使平均电流保持不变。这样可以改善电流纹波波形。
  3. SPEED 寄存器值在调优过程中会波动,从而导致 KMC 错误。请调整 KMC 的值以检查性能是否得到改善。
  4. 调整 EC_FALSE_PER 和 EC_MISS_PER 寄存器的值,了解调优是否有所改善。有关详细说明,请参阅 DRV8234 数据表。例如,图 4-2 展示了 EC_FALSE_PER = 10b 且 EC_MISS_PER = 10b(从默认值 01b 修改)时的性能。表 4-1 计算了这种情况下的精度。
     调整误差校正器参数图 4-2 调整误差校正器参数
  5. 重新调优 INV_R、INV_R_SCALE、KMC 和 KMC_SCALE 的值。请确保按照节 3.2.1节 3.2.2中的说明调优这些寄存器。
  6. 如 DRV8234 数据表第 8.2.3.1.2.2.2 节所述,存在多对 KMC 和 KMC_SCALE 调优值。选择另一个可能的值对。
  7. 设置 DIS_EC = 1b 以关闭误差校正器。这样也会提高性能,如图 4-3 所示。
     误差校正器已关闭图 4-3 误差校正器已关闭
表 4-1 低电流期间提高精度
参数 30% 占空比 已调整误差校正器寄存器 误差校正器已关闭
编码器计数 16 32 32
RC_OUT 计数 28 48 49
精度 116%(1) 100% 102%(2)
精度 > 100% 表示该算法计入了一些额外的纹波。用 100 减去精度可以计算出百分比误差。因此,以 30% 占空比运行并旋转 4 圈后的误差为 16%。
误差校正器关闭后的误差下降到 2%。