ZHCUCQ3 December   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 术语
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 主要产品 - AM243x 子系统
      1. 2.3.1 控制板 - SORTE_G 控制器接口
      2. 2.3.2 控制板 – SDFM 接口
      3. 2.3.3 控制板 - EPWM 接口
      4. 2.3.4 控制板 - ICSSG_PRU PWM 接口
      5. 2.3.5 控制板 - ICSSG_PRU IEP 计时器
      6. 2.3.6 控制板 – FOC 环路控制
      7. 2.3.7 位置板 – SORTE_G 器件接口
      8. 2.3.8 位置板 – PRU_EQEP 接口
      9. 2.3.9 位置板 – SoC EQEP 模块接口
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 位置板 – 系统初始化
    2. 3.2 位置板 – 中断
    3. 3.3 控制板 – 系统初始化
    4. 3.4 控制板 – 中断
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
      1. 4.1.1 系统演示设置
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置和结果
      1. 4.3.1 电流反馈 – SDFM
      2. 4.3.2 工业以太网 (SORTE_G) 和 PWM 接口之间的时间同步
      3. 4.3.3 FOC 环路验证
        1. 4.3.3.1 FOC 环路时序
        2. 4.3.3.2 FOC 环路处理时间验证
      4. 4.3.4 使用 PI 控制器进行的闭环控制验证
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 板层图
      4. 5.1.4 Altium 工程
      5. 5.1.5 Gerber 文件
      6. 5.1.6 装配图
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介

4.3.4 使用 PI 控制器进行的闭环控制验证

对于电流和速度环路，PI 控制器都通过 DCL_runPIParallel() 函数实现。PI 常量可以通过 init_pids() 函数调整。

图 4-19 显示了闭环 FOC 方框图的验证。在闭合速度环路期间，IQ 基准是速度 PI 控制器的输出。但为了验证 PI 控制器，gIqRef 作为常量目标给出，而 parkIqMeasured 是 Park 和 Clarke 变换之后的电机相电流值，用作 PI 调整后的反馈值。现在，记录 parkIqMeasured 以查看变量是否会跟随目标值 gIqRef。

图 4-20 显示了使用 PI 控制器的电机 A 相反馈波形和电流环路的阶跃响应，其中包括以下参数：

  • gPiIq.Kp = 0.245
  • gPiIq.Ki = 0.09
  • gPiIq.Umax = 0.2
  • gPiIq.Umin = 0.2

在此，根据 DRV8316 功能，电流环路 PI 控制输出限制为 0.2。为了进行验证，将 gIqRef = 0.3 作为闭合电流环路的电流目标。通过以下行实现包含该函数的 PI 控制器：

  • parkIqOut = DCL_runPIParallel(&gPiIq, gIqRef, parkIqMeasured);

结果表明，相电流可很好地由 PI 控制（峰值约为 0.3A，等于目标 IQ 基准），电流环路阶跃响应时间约为 90µs（控制频率为 32kHz）。因此，电流环路带宽约为 3.54kHz 并采用 方程式 1：

方程式 1. Bandwidth = 1 π × t r

其中

  • tr = 响应时间

电机使用 LVSERVO 以及以下参数：

  • 相间电阻 = 0.72Ω
  • 相间电感 = 0.4mH
  • 电气时间常数 = 0.56
  • 反电动势 (Vpeak / Krpm) = 4.64
TIDA-010948 具有 PI 控制器的闭合电流环路验证图图 4-19 具有 PI 控制器的闭合电流环路验证图
TIDA-010948 电机相电流反馈和 PI 控制器阶跃时间响应图 4-20 电机相电流反馈和 PI 控制器阶跃时间响应