【ST电机评测】任务二 -- 观测FOC控制变量

stp111

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1. 目标

这次要运行电机，并观察FOC控制的几个关键变量：Ia、Ib、Ic、Ialpha、Ibeta、Id、Iq、以及电压Vd、Vq。

2. 工具

要在运行时测试获取这些变量，可以在IDE的debug模式下进行，在中断中埋下断点，然后查看获取到的变量值，已经寄存器值。但对电机类的程序，ST不建议这么做，因为中断时，如果是大电流，会对电机造成烧毁。

ST提供了运行时直接查看程序变量的工具软件--STMStudio。其可以分析固件，提取所以的变量，然后在运行时，连接到程序，读取变量值。这就可以用来完成此次试验。

3. 相关的source-code

数据结构定义部分如下：

/**

• home.php?mod=space&uid=159083 Two components stator current type definition

  */

typedef struct

{

int16_t qI_Component1;

int16_t qI_Component2;

} Curr_Components;

/**

• @brief Two components stator voltage type definition

  */

typedef struct

{

int16_t qV_Component1;

int16_t qV_Component2;

} Volt_Components;

//......

/**

• @brief FOC variables structure

  */

typedef struct

{

Curr_Components Iab; /!< Stator current on stator reference frame abc /

Curr_Components Ialphabeta; /*!< Stator current on stator reference frame

                                alfa-beta*/

Curr_Components IqdHF; /*!< Stator current on stator reference frame

                                alfa-beta*/                                     

Curr_Components Iqd; /!< Stator current on rotor reference frame qd /

Curr_Components Iqdref; /!< Stator current on rotor reference frame qd /

int16_t UserIdref; /!< User value for the Idref stator current /

Volt_Components Vqd; /!< Phase voltage on rotor reference frame qd /

Volt_Components Valphabeta; /*!< Phase voltage on stator reference frame

                               alpha-beta*/

int16_t hTeref; /!< Reference torque /

int16_t hElAngle; /*!< Electrical angle used for reference frame

                                transformation  */

uint16_t hCodeError; /!< error message /

CurrRefSource_t bDriveInput; /*!< It specifies whether the current reference

                                source must be INTERNAL or EXTERNAL*/

} FOCVars_t, *pFOCVars_t;

程序中全局变量定义：

从代码可以知道，Ia、Ib、Ic变量从Iab成员取得，Ialpha、Ibeta从Ialphabeta获取。Id、Iq从Iqd中得到。Vd、Vq从Vqd中取得。

但是Iab中只要Ia和Ib，Ic并没有直接值，这里可以通过[Ia+Ib+Ic = 0]; 可知Ic=-Ia-Ib。

4. 启动电机

工作在FOC模式下，启动电机，可以使用Potentiometer的电机程序来进行。

5. 启动STMStudio

打开STMStudio，加载固件程序，选择import变量后，选择FOCVars加入。然后就可以把这些变量在各种point-view中显示了。

如图：

6. 在MC-workbench中监测变量

在MC-workbench中，也可以显示一些变量，如：