ZHCUCE8B October   2024  – March 2025 MSPM0G3507

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  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  PWM 输出的引脚配置
    3. 2.3  ADC 电流的引脚配置
    4. 2.4  ADC 电压的引脚配置
    5. 2.5  通过 GPIO 进行霍尔传感器输入的引脚配置
    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
  7. 4GUI 设置
    1. 4.1 串行端口配置
    2. 4.2 GUI 主页
      1. 4.2.1 系统配置
      2. 4.2.2 寄存器映射
      3. 4.2.3 电机调优页面
      4. 4.2.4 配套资料页面
  8. 5寄存器映射
    1. 5.1 GUI 中的寄存器映射页面
    2. 5.2 用户控制寄存器（基址 = 0x20200400h）
      1. 5.2.1 速度控制寄存器（偏移 = 0h）[复位 = 00000000h]
      2. 5.2.2 算法调试控制 1 寄存器（偏移 = 4h）[复位 = 00000000h]
      3. 5.2.3 算法调试控制 2 寄存器（偏移 = 8h）[复位 = 00000000h]
      4. 5.2.4 算法调试控制 3 寄存器（偏移 = Ch）[复位 = 00000000h]
      5. 5.2.5 DAC 配置寄存器（偏移 = 10h）[复位 = 00000000h]
    3. 5.3 用户输入寄存器（基址 = 0x20200000h）
      1. 5.3.1  SYSTEM_PARAMETERS（偏移 = 0h）
      2. 5.3.2  MOTOR_STARTUP1 寄存器（偏移 = 3Ch）[复位 = 00000000h]
      3. 5.3.3  MOTOR_STARTUP2 寄存器（偏移 = 40h）[复位 = 00000000h]
      4. 5.3.4  CLOSED_LOOP1 寄存器（偏移 = 44h）[复位 = 00000000h]
      5. 5.3.5  CLOSED_LOOP2 寄存器（偏移 = 48h）[复位 = 00000000h]
      6. 5.3.6  FIELD_CTRL 寄存器（偏移 = 4Ch）[复位 = 00000000h]
      7. 5.3.7  FAULT_CONFIG1 寄存器（偏移 = 50h）[复位 = 00000000h]
      8. 5.3.8  FAULT_CONFIG2 寄存器（偏移 = 54h）[复位 = 00000000h]
      9. 5.3.9  MISC_ALGO 寄存器（偏移 = 58h）[复位 = 00000000h]
      10. 5.3.10 PIN_CONFIG 寄存器（偏移 = 5Ch）[复位 = 00000000h]
      11. 5.3.11 PERI_CONFIG 寄存器（偏移 = 60h）[复位 = 00000000h]
    4. 5.4 用户状态寄存器（基址 = 0x20200430h）
  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 通过 CCS 调试窗口更新系统参数
        1. 6.1.2.1 以毫欧 (mΩ) 为单位的电机电阻
        2. 6.1.2.2 以微亨 (μH) 为单位的电机电感
        3. 6.1.2.3 IPMSM 电机的凸极
        4. 6.1.2.4 电机 BEMF 常数
        5. 6.1.2.5 基极电压 (V)
        6. 6.1.2.6 基极电流 (A)
        7. 6.1.2.7 最大电机频率 (Hz)
        8. 6.1.2.8 最大电机功率 (W)
    2. 6.2 基本电机旋转的控制配置
      1. 6.2.1 霍尔传感器自动校准
        1. 6.2.1.1 通过 GUI 进行霍尔传感器校准
      2. 6.2.2 电机开环斜坡
      3. 6.2.3 针对闭环速度控制的 PI 控制器调优
        1. 6.2.3.1 电流控制器调优
        2. 6.2.3.2 速度/功率控制器调优
      4. 6.2.4 测试是否成功启动至闭环
    3. 6.3 故障处理
      1. 6.3.1 监控电源电压波动以防止电压越界故障
      2. 6.3.2 无电机故障 [NO_MTR]
      3. 6.3.3 霍尔无效故障
  10. 7高级调优
    1. 7.1 控制配置调优
      1. 7.1.1 控制运行模式
        1. 7.1.1.1 闭环扭矩控制模式
        2. 7.1.1.2 闭环功率控制模式
        3. 7.1.1.3 闭环速度控制模式
        4. 7.1.1.4 电压控制模式
      2. 7.1.2 快速停止电机
      3. 7.1.3 弱磁：以高于额定速度的速度运行电机
      4. 7.1.4 每安培最大扭矩：提高 IPMSM 电机的效率
      5. 7.1.5 在电机停止期间防止电源电压过冲。
      6. 7.1.6 保护电源
      7. 7.1.7 FOC 带宽选择
  11. 8硬件配置
    1. 8.1 方向配置
    2. 8.2 制动配置
    3. 8.3 Main.h 定义
      1. 8.3.1 检测放大器配置
      2. 8.3.2 驱动器传播延迟
      3. 8.3.3 驱动器最小导通时间
      4. 8.3.4 电流分流配置选择
        1. 8.3.4.1 三分流器配置
        2. 8.3.4.2 双分流器配置
      5. 8.3.5 CSA 偏移比例因子选择
    4. 8.4 实时变量跟踪
  12. 9修订历史记录

6.2.3.2 速度/功率控制器调优

FOC 算法使用集成式速度/功率控制环路，该环路有助于在不同的运行条件下保持恒定的速度/功率。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/功率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/功率环路的输出。当速度/功率环路的输出饱和时，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 closedLoop1 中的 controlMode 设置为 10b，将电机配置为在闭环扭矩模式中持续旋转。
  2. 调整扭矩基准，使电机以额定速度的 50% 旋转。
  3. 电流反馈逐渐稳定至设定的 Iqref，以便以目标速度运行。
  4. 使用此公式计算速度环路 Kp [SPD_LOOP_KP]： SpeedLoop Kp = Current Reference in Torque Mode / Operating Speed in Hz
  5. 使用此公式计算速度环路 Ki [SPD_LOOP_KI]：Speed Loop Ki = Speed Loop Kp × 0.1
  6. 如果速度持续波动而不稳定下来，请调整电流环路 Kp 和 Ki，使电机在给定扭矩基准下稳定到恒定速度。
    注： 在记录下令人满意的 Kp 和 Ki 值之后，将 controlMode 切换至 0b，以便在闭环速度控制下运行电机。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。

    表 6-1 展示了更改控制器增益的通用指南。

    表 6-1 更改控制器增益的指南
    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