【ST电机评测】任务一、二、进阶任务、默认任务

gyp1

【ST电机评测】任务一、二、进阶任务、默认任务 [复制链接]

       快过节了，就把全部内容都发出来吧，至此全部任务完成（包括基本任务、扩展任务、默认任务、自拟任务），感谢EE。

接前两贴（参见 【ST电机评测】测评前期准备（软件配置）

                         【ST电机评测】任务三与自拟任务(PID整定与负载测试)）

任务一：电机运行时， 使用P-NUCLEO-IHM002测量 三电阻电流采样波形，并且通过DA 输出此波形, 并且截图

首先了解一下三电阻电流采样的原理图：

程序使用三电阻取样，放大器各个参数如下图：

可以根据实际电路更改放大器各部分电阻配比，根据软件计算得出ADC偏置电压为1.559V，放大倍数为1.528，ADC读取时减去这个OFFSET在除以放大倍数就是实际电压了。换算后即可得到相电流。

1.首先进行Ia与电机OUT1相电压波形的对比
       测试中实际接线如下图，示波器通道1接到了F302的PA4（DAC1）引脚，示波器通道2接到了电机CH1相。

       接好后开启示波器，打开调试界面，开启电机，设置转速为18000转（电流最大），同时将DAC通道1设置为Ia，将示波器测得的波形截图记录，然后将DAC通道1设置为Ib，示波器截图并保存。

下图为Ia和电机OUT1相波形：

局部放大:

下图为Ib与电机OUT1相波形:

2.Ia与OUT1相实际电流相对比

使用霍尔电流传感器(ACS758)测量电机OUT1相实际电流波形与三相电阻采样Ia波形相对比图如下（CH2开启数字滤波，否则噪声太大），可见经过ADC采集得到的电流基本和实际的相电流变化趋势一致。

任务二：得到FOC控制时的关键变量：Ia, Ib, Ic, Ialpha, Ibeta, Id, Iq, Vd, Vq ， 并且截图

Ia,Ib, Ic, Ialpha, Ibeta, Id, Iq, Vd, Vq各个变量之间关系如下图：

最开始我并不了解这些变量在程序中的所对应的变量命名，后来发现Workbench调试界面中的寄存器界面是有这些变量的，如下图：

但是实际使用中，连接板子后，启动电机，将各个变量后边的使能复选框点上后，重新读取寄存器时发现，这些复选框会失去原来的选中状态，对比发现，大部分可读取的变量（如Id、Iq等），在另一个界面是有显示的（也就是说使用到了），但是这些如Ia, Ib等变量。在其他界面未使用到，推测Workbench调试寄存器界面部分功能并没有完善。不过这个给了我一些提示。回到程序中，

找到串口相关函数，

int32_t UI_GetReg(UI_Handle_t *pHandle, MC_Protocol_REG_t bRegID)

获取寄存器值：

这个函数很清楚的告诉我们每个变量所对应的程序中的变量名称，然后根据这些提示可以学习到每个变量的功能。 这次使用STM Studio软件配合Workbench进行观测。电机设置为速度环模式，向STMstudio中添加相应变量，并启动记录。

     取其中一瞬间截图：

图片中由上到下依次是Ia,Ib,Ic,Ialpha,Ibeta,Id,Iq,Vd,Vq。可见Ia、Ib、Ic是有数学关系的，Ia+Ib+Ic=0；不过截图时数据可能不同步（不是同一时间点的数据）。下图为整个过程中各变量的变化趋势。

在400时刻启动电机，电机进入开环启动模式（400-1750时刻），之后电机进入闭环。

进阶任务：新旧版本电机驱动库的对比评测

      界面对比：

      SDK4.3：

       SDK5.0.3:

SDK 4.3版本的库是不完全开源的，使用之前需要先生成一个lib库，进入工程文件夹，打开STM32F30x_Workspace工程文件。点击Batch bulid，lib工程部分选择F302单电机模式，UserProject部分选择P-NUCLEO-IHM001_SINGLEDRIVE，然后编译即可使用。使用时应该将整个STM32 PMSM FOC LIB_051文件夹拷贝到自定义的目录下，然后进行编辑，以防修改错误无法还原。

\STM32PMSM FOC LIB_051\Web\SystemDriveParams文件夹中的配置文件如下图。

而5.0版本工程目录如下图，配置文件位于Inc文件夹中，而部分自定义源码在Src文件夹中，FOC库函数则在MCSDK_v5.x.x文件夹中。

4.3版本库提供了一些例子程序，加入到工程中并添加对应的宏定义即可使用。（\STM32 PMSM FOC LIB_051\Web\Project\STM32_SDK_Examples\）

4.3与5.0版本之间程序之间最大的差别就是，4.3版本库为了通用各个版本的控制板，各种函数使用条件编译的形式编写，这样不利于程序的阅读，而5.0版本则改进了这个问题，使用Cube来生成需要的函数，不需要的部分不添加进来，下图为mc_Task.c文件中状态机切换函数对比：

4.3

5.0

下载到板子上就可以调试电机了，调试界面如下：

       实际测试中两个版本的程序，运行起来并没有太大的差别，调速的效果基本一致。

       相比于SDK 5.0，界面方面没有什么太大的差别，SDK5.0与其最大的差别在于程序开源，导致程序的生成方式不同，4.3是通过Workbench在工程中的SystemDriveParams文件夹下生成.h文件。而5.0则是通过STM32Cube来生成整个工程，他所有的配置文件和可变源码是分别放在SRC与INC文件夹里的，不过这样在研发调试阶段不是很方便，因为不可避免的是需要在设计中加入自定义的IO口（外部中断，ADC,USART等），一旦使用Workbench编译，这些自定义的IO（在CUBE中配置的）都会消失，重新配置很麻烦。所以现在基本上通过Workbench来在线调试，调试好后记下参数，直接在工程中drive_parameters.h文件来直接修改PID等相关参数（可以说是上一版的优点，新版本Workbench在生成文件的时候会改变Cube的ioc文件，导致自定义的IO口消失）。

参与评测者默认领取的任务：您对SDK5.0的建议和反馈

       5.0相对于老版本库的优点：首先5.0库完全开源，可以让开发者去学习其中的算法，了解电机控制逻辑。4.3版本程序使用条件编译的方式，所有程序全包含在工程内，导致阅读不方便，现在新版本程序只会将需要的程序加入（依赖Cube），程序更加直观整洁。

建议和反馈：

       1.如果可以的话，在SDK5.0 Workbench的主界面增加一个功能，就是只修改.h文件，例如drive_parameters.h，同时用户可以选择要修改的.h配置文件（可以带有复选框），当然这还是要加一些相关的判断，毕竟在SDK5.0下增加一个功能或者修改传感器模式，.C源文件也是要改变的，这样的话如果用户只修改了PID，那么完全没必要重新编译，这样节省时间，可以提高效率。

       2．STM32 cube，其实是和上一个问题是一个，是另一种解决思路，如果用户添加了自定义的io或者功能，用户可以设置将其锁定（当然前提是不和FOC库冲突），Workbench不能对其修改（现在5.0 Workbench直接将CUBE的ioc文件替换。。。）。

       3.关于FOC内部算法，现在的库是可以使电机正反方向运转，但是很多种情况，我们是不希望电机倒转的（有些情况倒转是很危险的），所以如果可以是否可以增加一个选项（或者改变算法）完全限制电机反转。

       4.另外，现在5.0版本似乎还不支持中文目录（4.3是支持中文目录的）。

       5.On-the-FLY (顺风启动功能)不支持有感模式。

       6.希望将Workbench寄存器界面完善好。

感谢！

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常见泽1

主要任务一 不知道怎么完成  
请教下：直接用DAC输出么 需要自己另外编程么 官方程序里已经用了DAC了

gyp1

常见泽1 发表于 2018-6-15 15:24
主要任务一 不知道怎么完成  
请教下：直接用DAC输出么 需要自己另外编程么 官方程序里已经用了DAC了

对的直接用就可以了，如果不好使可以试试加上DAC启动转换函数，然后在 Workbench里边就可以切换输出模式了

andy93762

热TFT热帖突然热通过热通过热提供

常见泽1

gyp1 发表于 2018-6-15 15:41
对的直接用就可以了，如果不好使可以试试加上DAC启动转换函数，然后在 Workbench里边就可以切换输出模式 ...

我这个 DAC 接PA4 我的波形竟然是正弦波  正弦波感觉不对啊 而且还比较好的正弦波

gyp1

常见泽1 发表于 2018-6-27 11:26
我这个 DAC 接PA4 我的波形竟然是正弦波  正弦波感觉不对啊 而且还比较好的正弦波

有木有可能DAC是选上Valpha 了呢？