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[电机控制] foc闭环调试_pi控制器调试程序框架

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 楼主| OKAKAKO 发表于 2024-9-29 16:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
TI, AD, ui, 调试, FOC, PI控制器
1、ADC电流偏置读取

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  1. void Offset_CurrentReading(void) 
    

  2. {
    

  3.        static uint16_t ADC_PhaseU_Curr[100];
    

  4.        static uint16_t ADC_PhaseV_Curr[100];
    

  5.        uint16_t temp;
    

  6.        uint32_t sum_U=0;
    

  7.        uint32_t sum_V=0;
    

  8.        uint8_t i,k;
    


  9. 

  10.        for(i=0;i<100;i++){
    

  11.               while(DMA_GetFlagStatus(DMA2_Stream0,DMA_FLAG_TCIF0)==RESET);  
    

  12.                DMA_ClearFlag(DMA2_Stream0,DMA_FLAG_TCIF0);        
    

  13.                   ADC_PhaseU_Curr[i] = ADC_DualConvertedValueTab[0];
    

  14.                  ADC_PhaseV_Curr[i] = ADC_DualConvertedValueTab[1]; 
    

  15.        }
    


  16. 

  17.        for(k=0;k<100;k++){
    

  18.            for(i=k+1;i<100;i++)    
    

  19.                if(ADC_PhaseU_Curr[i]>ADC_PhaseU_Curr[k]){
    

  20.                     temp=ADC_PhaseU_Curr[i];
    

  21.                     ADC_PhaseU_Curr[i]=ADC_PhaseU_Curr[k];
    

  22.                     ADC_PhaseU_Curr[k]=temp;
    

  23.                 }
    

  24.            }
    

  25.               sum_U=0;
    


  26. 

  27.        for(k=25;k<75;k++){
    

  28.            sum_U=sum_U+ADC_PhaseU_Curr[k];
    

  29.        }
    

  30.        ADCSampPare.OffsetPhaseU_Curr =sum_U/50;      
    

  31.        printf("U: %d \n", ADCSampPare.OffsetPhaseU_Curr);      
    


  32. 

  33.        for(k=0;k<100;k++){
    

  34.            for(i=k+1;i<100;i++)
    

  35.                 if(ADC_PhaseV_Curr[i]>ADC_PhaseV_Curr[k]){
    

  36.                      temp=ADC_PhaseV_Curr[i];
    

  37.                      ADC_PhaseV_Curr[i]=ADC_PhaseV_Curr[k];
    

  38.                      ADC_PhaseV_Curr[k]=temp;
    

  39.                 }    
    

  40.        }
    

  41.        sum_V=0;
    

  42.        for(k=25;k<75;k++){
    

  43.            sum_V=sum_V+ADC_PhaseV_Curr[k];
    

  44.        }
    

  45.        ADCSampPare.OffsetPhaseV_Curr =sum_V/50;      
    

  46.        printf("V: %d \n", ADCSampPare.OffsetPhaseV_Curr);      
    

  47. }


2、转速测量

为以后速度环做准备

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  1.        angeel_ch[sp_flag]=Anglee;             
    

  2.        if ((TIM2->CR1 & TIM_CounterMode_Down) == TIM_CounterMode_Down){
    

  3.        //encoder timer down-counting
    

  4.               if(angeel_ch[sp_flag]>angeel_ch[(sp_flag+1)%11])       
    

  5.               interval=angeel_ch[sp_flag]-angeel_ch[(sp_flag+1)%11]-4000;
    

  6.               else interval=angeel_ch[sp_flag]-angeel_ch[(sp_flag+1)%11];
    

  7.        }
    

  8.        else{            
    

  9.               if(angeel_ch[sp_flag]<angeel_ch[(sp_flag+1)%11])</angeel_ch[(sp_flag+1)%11])
    

  10.               interval=angeel_ch[sp_flag]-angeel_ch[(sp_flag+1)%11]+4000;
    

  11.               else interval=angeel_ch[sp_flag]-angeel_ch[(sp_flag+1)%11];
    

  12.        }
    


  13. 

  14.        if((interval<200)&&(interval>-200)){      
    

  15.               speedms=interval*15;
    

  16.               FirstOrder_LPF_Cacl(speedms,speedms_F,0.1);
    

  17.               pi_spd.Fdb=speedms_F;
    

  18.        }
    


  19. 

  20.        sp_flag++;
    

  21.        if (sp_flag>=11)sp_flag=0;  





3、q轴单轴调试

      Pid参数：

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  1. #define  Id_Kp                      0.0
    

  2. #define  Id_Ki                      0.0
    

  3. #define  Id_Kc                      0
    


  4. 

  5. #define  Iq_Kp                      0.1
    

  6. #define  Iq_Ki                      0.5
    

  7. #define  Iq_Kc                      0
    


  8. 

  9. pi_iq.Ref= 50;          
    

  10. pi_iq.Fdb=I_dq.I2;
    

  11. PID_CALC(pi_iq);
    

  12. FirstOrder_LPF_Cacl(pi_iq.Out,pi_iq.OutF,0.05);
    

  13. Volt_dq.V2= pi_iq.OutF;
    

  14. Volt_dq.V1= 0;

结合之前的开环调试，整体流程大致这样。



4、PID限幅与计算

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  1. #define UP16LIMIT(var,max,min) {(var) = (var)>(max)?(max):(var) ;
    


  2. 

  3. #define PID_CALC(v)               \
    

  4. v.Err = v.Ref - v.Fdb;            \
    

  5. v.Up= _IQmpy(v.Kp,v.Err);         \
    

  6. v.Ui= v.Ui + _IQmpy(v.Ki,v.Up);   \
    

  7. UP16LIMIT(v.Ui,v.OutMax,v.OutMin);\
    

  8. v.Ud = v.Kd * (v.Up - v.Up1);\
    

  9. v.Out = v.Up + v.Ui + v.Ud;\
    

  10. UP16LIMIT(v.Out,v.OutMax,v.OutMin);\    
    

  11. v.Up1 = v.Up;  
    


  12. 


  13. 


  14. 


  15. 

  16. 5、主程序调用
    


  17. 


  18. 


  19. 

  20. int main(void)
    

  21. {
    

  22.   NVIC_Configuration();
    


  23. 

  24.   StateContr.Control_Mode = 1;
    


  25. 

  26.   PID_init();
    

  27.   Key_GPIO();
    


  28. 

  29.   Hall_Gpio();
    

  30.   Encoder_Init();
    

  31.   USARTx_Config();
    


  32. 

  33.   Adc_Conf();
    


  34. 

  35.   DRV8313_GPIO();
    

  36.   Tim1_PWM_Init();
    


  37. 

  38.   ROTATOR_Init();  
    

  39.   printf("hello \n");
    

  40.   Offset_CurrentReading();
    


  41. 

  42.   while(1){    
    

  43.     Key_Scan();    
    

  44.   }
    

  45. }


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DMA 检测每次都阻塞等待：

c
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while(DMA_GetFlagStatus(...) == RESET);
如果此函数运行在中断或高优先级任务中，可能导致系统响应变慢。可以将 DMA 改为一次性传输 100 组数据，采完后中断通知处理更优。

代码复用性差，可封装为 Offset_ADC_Channel(uint16_t *buf, uint16_t *offset_result)。

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610u 发表于 2025-4-30 22:41 | 显示全部楼层
处理方向时的临界判断语句混乱，可能出现语义错误：

c
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if(angeel_ch[sp_flag]<angeel_ch[(sp_flag+1)%11])</angeel_ch[(sp_flag+1)%11])
这行似乎是复制/粘贴错误，必须清理无效语法。

定值 4000 可能为一圈计数上限的近似值，推荐宏定义以提高可读性：

c
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#define ENCODER_CNT_MAX 4000
speedms 没有单位注释，interval*15 可能与计时器时间基准或分辨率有关，建议注释说明。

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键盘手没手 发表于 2025-4-30 22:49 | 显示全部楼层
电流环控制（Iq单轴 PID）
优点：
使用 PI 控制器，适用于稳态控制。

Iq 电流闭环调试是FOC（矢量控制）的关键。

注意：
Id_Kp = 0，表示没有对 d 轴电流控制，确认是否在开环中简化。

pi_iq.Out 经 LPF 后作为 Vq 输出，合理；Volt_dq.V1=0; 固定 Vd 为 0，说明正在调试 q 轴，符合单轴测试逻辑。

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键盘手没手 发表于 2025-4-30 22:50 | 显示全部楼层
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suncat0504 发表于 2025-5-23 15:44 | 显示全部楼层
“FOC系统通常采用双闭环架构，包括内部的电流环和外部的速度环或位置环”-----------每个汉字都懂，连起来就不懂了，哈哈哈哈
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