1. 关键参数设置
与原先M3514软件算法有所差异，新版本把各个软件配制参数做了分离，主要的系统的配置主要分为4个，分别是
- parameter.h：
包括系统层参数配置、硬件参数配置、电机运行状态参数配置、电机异常状态检测参数配置、各个PI环路参数整定及设定、功率环控制等；
- user_motor_parameter_config.h：
电机核心电气参数配置、电机参数统一标定配置。
- user_obs_mode_config.h：
低速观测器参数配置、高速观测器参数配置、顺逆风参数配置。
- user_work_mode_config.h：
电机启动方式设定、顺逆风启动使能设定、IPD初始位置检测启动使能设定等。
2. 运行模式
与原先软件算法相比，新版本支持闭环启动，在user_work_mode_config.h文件中修改宏定义START_MODE_SET 可设置为 START_OPENLOOP_MODE（开环启动） 和 START_CLOSELOOP_MODE （闭环启动）
3. 程序基本参数设置
3.1. 测量
此部分主要涉及到电机的相关参数（可通过电桥及万用表等设备），包括相电阻、电感、极对数等，并在user_motor_parameter_config.h文件中修改相关参数。**默认使用开发板调试，因此不介绍其他与硬件电路相关参数。
数字万用表欧姆档，探头两端夹在任意两相之间测量，然后调换顺序，测量出三组值，平均后结果除2。
数字电桥（Ls-Rs Freq:10K V:0.3V）两端夹在任意两相之间测量，转动电机，找出电感的最大最小值，然后调换顺序，测量出三组值，平均后结果除2。Lq = L_max / 2；Ld = L_Min / 2。
可将电机其中两相，接入一个低电压，低电流电源，手动转动电机转子，感受电机顿挫感，一个顿挫感代表一个极对数。
3.2. 电压设置
此部分主要设置：
在parameter.h中，设置电机电压工作范围，可参考电机规格书设置，保证电机工作时不会出现过压损坏或欠压无法正常工作。
3.3. 电流设置
此部分需要设置：
在parameter.h中,设置软件过流保护值，可参考电机规格书设置，保证电机工作时不会出现过流保护，速度PI调节电流值限制可以设置比保护值略小。
3.4. 电机参数设置
此部分主要涉及到电机的转速设定：包括额定转速，转速标幺量程，旋钮控制时转速的最大、最小值等，并在user_motor_parameter_config.h文件中修改相关参数。额定转速（MOTOT_SPEED_RPM_RATED）一般根据电机规格书设定，标幺转速（SPEED_CALIBRATION）需要一般建议设置为125%左右即可。过大会导致控制精度偏低，过小会导致异常。
同时在parameter.h中设置电机保护最小转速和电机保护最大转速，防止电机启动时因为速度过大产生保护。
3.5. 电机状态机切换速度阈值设置
在parameter.h文件中找到下面几个宏定义：
**STOP_TO_RUN_RPM（**停止到运行切换速度阈值）：
这个阈值应该足够小，以便快速响应启动命令，但又不能太小，避免噪声误触发；建议：最大转速的1-2%。
STARTUP_TO_SPIN_SPEED（开环到闭环切换速度阈值）：
观测器能够可靠工作的最低速度，低于这个速度，观测器估算的角度和速度不可靠，高于这个速度，才能从开环切换到闭环；建议：额定转速的5-10%。
考虑因素：
- 电机类型：PMSM通常可以更低，BLDC需要更高
- 负载特性：重载时需要更高速度
- 观测器性能：滑模观测器通常需要100RPM以上
FREEWHEEL_SPEED (自由轮速度)：
当速度低于此值时进入自由轮状态，应该比停止到运行阈值稍高，形成迟滞，建议：最大转速的2-3%。
3.6. 电机工作模式设定
在user_work_mode_config.h中设定电机工作模式，建议先使用开环启动模式（START_OPENLOOP_MODE）
同时如果不是风机应用，关闭顺逆风启动**（#define WIND_ENABLE (0)）；**
4. 调试步骤
此时调试方式可参考M3514 V1.0版本调试步骤：
4.1. 先预定位调节电流环PI
由状态机切换逻辑可以了解到，预定位到开环切换逻辑在慢环速度环中实现的，因此修改慢环预定位代码如下所示，屏蔽预定位到开环的判断逻辑。
*/
static void M1_RunAlignSlow(void)
{
stc_FocCtrl.stc_IdqCmd.s16q15_D = 0;
if(stc_FocCtrl.s16_SpdCmd > 0)
{
stc_FocCtrl.stc_IdqCmd.s16q15_Q = ramp_s16(CUR_ALIGN,&stc_IdRamp);
}
// if(abs(stc_FocCtrl.stc_IdqCmd.s16q15_Q) == CUR_ALIGN)
// {
// M1_SwitchRunAlignStartup();
// stc_IdRamp.s32q20_OutTemp = 0;
// }
if(abs(stc_FocCtrl.s16_SpdCmd) < STOP_TO_RUN_SPEED)
{
/* Switch from Stop to Run state*/
ATMR_PWMOutput(DISABLE);
eM1_MainState = MainState_Stop;
eM1_RunSubState = RunState_Calib;
/*复位参数*/
variable_reset();
}
}
修改合适的预定位电流值：
下载代码进入开发板，观察电机是否动一下；
新版本程序在原先基础上添加了电流环参数自动计算功能，但对于部分电机来说，靠计算的PI参数，可能会出现低速情况下能正常运行，在高速运行下，容易出现电流波动较大的情况，建议实际使用手动调整最佳。
**ELECT_CUT_OFF_FREQ：**基于电机电气换算的截至频率（自动计算）
**FORCE_CUT_OFF_FREQ：**自行设定的截至频率，需手动配置，自行设定的截至频率 2pi*f 单位rad/s
**FINAL_CUT_OFF_FREQ：**选取截止频率的方式，可选取ELECT_CUT_OFF_FREQ或 FORCE_CUT_OFF_FREQ
可在parameter.h文件中找到下面几个宏定义进行修改：
下图是使用 ELECT_CUT_OFF_FREQ 自动计算调节出的电流环D、Q轴电流。电流跟随比较好，有点部分震荡，如追求较好效果，建议手动调试优化PI参数。
4.2. 开环状态调节锁向环PI以及观测器增益和误差范围
屏蔽下面两段代码
在parameter.h文件中找到下面几个关于锁相环PI参数宏定义进行修改：
在user_obs_mode_config.h文件中，主要修改高速观测器误差范围和高速观测器增益范围这两项值，此处建议使用手动配置--手动填写观测器增益系数。如对滑膜观测器有较深理解可以采用观测器增益自计算。
此部分主要调节观测器速度能否快速收敛到设定的斜坡速度上，具体效果可结合实际，
在此处我们引入了一个叫PLL归一化使能（HOBS_NORMALIZED_PLL_ENABLE）的参数。默认不开启，在部分应用场合开启会有一定优化效果。
4.2.1. 什么是PLL归一化处理？
4.2.1.1. 基本原理
我们知道滑模观测器主要靠反电动势估算转子角度，计算速度值，但是在低速区域会有性能严重退化问题。
- 归一化目的：
- 消除转速变化对位置估算的影响
- 高速时反电动势幅值大
- 低速时反电动势幅值小
- 直接使用会影响PLL的收敛性和精度
4.2.2. PLL归一化处理的主要作用
- 提高位置估算精度
- 消除转速变化引起的估算误差
- 使PLL在整个速度范围内保持一致的动态性能
- 降低高速和低速时的位置估算偏差
2. 增强系统鲁棒性
- 参数变化适应：减弱电机参数变化（如磁链变化）的影响
- 抗扰动能力：对负载变化和外部干扰具有更好的适应性
- 稳定性提升：避免因幅值波动导致的PLL失锁
3. 改善动态响应
- 快速收敛：PLL能更快地锁定转子位置
- 减小超调：位置跟踪过程更加平稳
- 宽速域性能：从零速到高速都能保持良好性能
4. 简化PLL设计
- 参数整定简化：PLL参数不需要随速度调整
- 标准化处理：统一的处理方式简化了算法实现
- 可移植性：便于在不同功率等级电机上应用
4.2.3. 归一化处理在PLL中的工作流程
部分参考代码实现如下所示：
// 典型归一化处理代码示例
void Normalize_BackEMF(float *e_alpha, float *e_beta)
{
// 计算反电动势幅值
float E_amplitude = sqrtf(*e_alpha * *e_alpha + *e_beta * *e_beta);
// 归一化处理（避免除零）
if(E_amplitude > EPSILON) {
*e_alpha = *e_alpha / E_amplitude;
*e_beta = *e_beta / E_amplitude;
} else {
*e_alpha = 0;
*e_beta = 0;
}
}
4.2.4. 技术优势与注意事项
优势
- 全速域一致性：高速和低速性能均衡
- 降低对精确参数的依赖：对电机参数变化不敏感
- 易于实现：计算量小，适合嵌入式系统
注意事项
- 低速处理：接近零速时反电动势幅值很小，需要特殊处理
- 除零保护：必须加入幅值阈值判断
- 噪声影响：归一化可能放大测量噪声，需要适当滤波
实际应用效果
- 位置估算误差：通常可降低30%-50%。
- 速度估算范围：扩展至更低速度（可达额定转速的1%-2%）
- 动态响应：转速突变时的恢复时间缩短20%-40%
**总结：**归一化处理是提升滑模观测器PLL性能的关键技术之一，特别适用于对低速性能和全速域稳定性要求较高的FOC应用场合
4.3. 闭环调节速度环PI，即可正常运行。
在parameter.h文件中找到下面几个关于速度环PI参数宏定义进行修改：
若出现停机的最后时刻电机异常抖动，说明 FREEWHEEL_SPEED 阈值设置不对，观测器最后速度观测异常，可找到改点速度值，计算出速度阈值。
至此如无报错信息，电机基本可正常运行，可做后续测试，再结合实际调整参数。
