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[8/16位单片机] 基于AN1078_PMSM无感FOC控制开发板

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 楼主 | 2021-2-18 13:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 49500199 于 2021-2-18 13:08 编辑

工作中为了便于产品开发做了一些开发板。放在这里和大家交流。


   开发板概述
AN1078_PMSM无感FOC控制开发板(以下简称“开发板”)基于DSPIC33EP32MC502数字信号处理器(DSP),是一款永磁同步电机(PMSM)进行矢量控制(FOC)的开发板。开发板硬件资源丰富、使用该开发板可以充分了解FOC驱动原理,熟悉DSPIC33EP系列数字信号处理器的功能。对即将从事FOC驱动学习及运用的人员有具体的帮助意义。
本部分将对开发板的功能进行简介,以方便用户快速了解该开发板的功能。以下为开发板的3D模型图和实物图。





该开发板可分为6个功能模块,下面简单介绍每个功能模块:
Ø  电源电路:电源模块使用3种电压的LDO,可将(0-12V)输入电压转换为3.3V,5V,12V三种电源,并可通过跳线插针向外提供电源。
Ø  三相逆变桥:包含6个MOS管,1个栅极驱动器(6路)可做为BLDC电机的驱动逆变桥。
Ø  CAN总线:本开发板DSP支持CAN2.0,接口为常用DB9,用户可以调试CAN总线通讯,并在电驱动调试过程中,作为一种高效的调试手段。
Ø  UART接口:板载CH340串口转USB芯片,可使得开发板串口方便的通过USB与PC进行串口通讯,方便使用Microchip公司的IDE插件DMCI进行电机驱动调试。
Ø   PWM输出接口:输出PWM信号,PWM的峰值为输入开发板的电压值。
Ø  PWM检测接口:检测输入开发板的PWM信号,可作为电机控制的调速端口(需要代码支持)。


      程序快速入门2.1算法简介:
矢量控制过程算法如下:
1. 测量3相定子电流。 这些测量可得到 i a  和 i b 的值 。 可通过以下公式计算出 I c  :
i a+ i b + i c = 0
2. 将 3 相电流变换至 2 轴系统。 该变换将得到变量i α 和i β , 它们是由测得的i a 和ib 以及计算出的i c 值变换而来。从定子角度来看,i α和 i β 是相互正交的时变电流值。
3. 按照控制环上一次迭代计算出的变换角,来旋转2轴系统使之与转子磁通对齐。 i α 和 i β 变量经过该变换可得到I d 和I q 。 I d 和I q 为变换到旋转坐标系下的正交电流。 在稳态条件下, I d 和I q 是常量。
4. 误差信号由 I d 、I q 的实际值和各自的参考值进行比较而获得。
• I d 的参考值控制转子磁通
• I q 的参考值控制电机的转矩输出
• 误差信号是到 PI 控制器的输入
• 控制器的输出为 V d 和 V q ,即要施加到电机上的电压矢量
5. 估算出新的变换角,其中 v α、 v β 、 i α 和i β 是输入参数。 新的角度可告知 FOC 算法下一个电压矢量在何处。
6. 通过使用新的角度,可将 PI 控制器的 V d 和 V q输出值逆变到静止参考坐标系。 该计算将产生下一个正交电压值 v α 和 v β 。
7.v α 和 v β值经过逆变换得到 3 相值 v a 、v b 和 v c 。该 3 相电压值可用来计算新的 PWM 占空比值,以生成所期望的电压矢量。 图 6 显示了变换、PI迭代、逆变换以及产生 PWM 的整个过程。


2.2适配代码说明
代码文件夹包含代码文件
1COMMERCIAL_PMSM_AN1078_FIT502_VS10.00文件:是经过适配dspic33ep32mc502芯片的测试代码,只适配“基于AN1078_PMSM无感FOC控制开发板”;
2.3操作过程2.3.1调试之前需保证:
1,  电源正负极的正确性,不能反接。
2,  程序烧写接口连接的正确性,不要反方向,注意如若使用编程器供电,则不要对开发板进行外围供电,否则冲突容易导致烧写失败。
3,  电机已正常连接,三相输出不要短路;短路会导致MOS的击穿。
2.3.2流程
Ø  打开MPLAB X IDE(v4.15以上版本),导入“COMMERCIAL_PMSM_AN1078_FIT502_VS10.00.X”文件;
Ø  编译项目,并编程到开发板;
Ø  启动DMCI插件,选择 “DMCI_FOR_AN1078_COMMERCIAL.xml” 插件配置文件。
Ø   

Ø  使用DMCI插件进行电机的调试。






AN1078_3D.png
AN1078实物图.png
2.png

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 楼主 | 2021-2-18 13:23 | 显示全部楼层
开发板特点:
1,双电阻采样,算法来自于AN1078,基于滑膜观测器;
2,使用DMCI插件进行电机驱动调试,主要是PI参数及转速,并可以通过DMCI,读取到Iα ,Iβ并生成图形;
3,支持CAN,uart,PWM,方便调试;
4,物料选型基本是车规级;

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| 2021-2-18 18:31 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享

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| 2021-2-24 10:57 | 显示全部楼层
多谢分享

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