无传感器控制
一般情况下，无传感器控制采用状态观测器的方式，常见的无感FOC状态观测器有滑模观测器、龙伯格观测器、卡尔曼观测器，在众多的观测器中，滑模观测器应用是比较广泛的，MicroChip提供的无感FOC方案就是采用的滑模观测器。在无感FOC控制中，启动是一个关键问题，本文着重分析MicroChip的Sensorless中关于启动模块的实现.
无传感器启动过程
在MicroChip无传感器控制中，启动过程分为三个阶段，锁定–>斜坡加速–>速度闭环，首先来看一下MicroChip的代码：
- if(uGF.bit.OpenLoop)
- {
- if (Startup_Lock < MotorParm.LockTime)
- Startup_Lock += 1; // This variable is incremented until
- // lock time expires, them the open loop
- // ramp begins
- else if (Startup_Ramp < MotorParm.EndSpeed)
- // Ramp starts, and increases linearly until EndSpeed is reached.
- // After ramp, estimated theta is used to commutate motor.
- Startup_Ramp += DELTA_STARTUP_RAMP;
- else
- {
- // This section enables closed loop, right after open loop ramp.
- uGF.bit.ChangeMode = 1;
- uGF.bit.OpenLoop = 0;
- Theta_error = ParkParm.qAngle - smc1.Theta;
- }
- ParkParm.qAngle += (int)(Startup_Ramp >> 16);
- }
- else
- {
- ParkParm.qAngle = smc1.Theta + Theta_error;
- if( (_Q15abs(Theta_error) > _0_05DEG)&&(trans_counter == 0))
- {
- if (Theta_error < 0)
- Theta_error += _0_05DEG;
- else
- Theta_error -= _0_05DEG;
- }
- }
我们主要来分析一下程序中MotorParm.EndSpeed变量和宏定义DELTA_STARTUP_RAMP是怎样计算的。首先，找到有关代码如下：
- #define DELTA_STARTUP_RAMP (unsigned int)(MINSPEEDINRPM*POLEPAIRS*LOOPTIMEINSEC*LOOPTIMEINSEC*65536*65536/(60*OPENLOOPTIMEINSEC))
- MotorParm.EndSpeed = ENDSPEEDOPENLOOP * POLEPAIRS * LOOPTIMEINSEC * 65536 * 65536 / 60.0;
现在已知的是，我们要到的最终转速是N=500RPM，需要在斜坡加速时间Tramp达到这个速度，要计算每个PWM角度的增加量的增加量。假设电机极对数为P，开关频率为Fpwm，于是我们可以这样计算：
- DELTA_STARTUP_RAMP=(N*P/60)*65536/Fpwm/(Fpwm*Tramp)
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